Diodenkapazität in Durchlassrichtung

Hallo!
Eine Spule hat auch eine Kapazität zwischen einzelnen Windungen obwohl 
die einzelnen Wndungen ja leitend verbunden sind!

Timo schrieb:
> Besitzt eine
> Diode wenn Sie leitet noch eine Kapazität (sie leitet ja -- deshalb
> sollte C doch eigentlich 0 sein, da keine Ladungsträger mehr getrennt
> werden können, oder??

Ganz im Gegenteil wird die Kapzität in Durchlassrichtung theoretisch 
sogar unendlich hoch werden.

Ein Kondensator mit unendlicher Kapazität wäre doch nur ein Leiter :-)
Dann deckt sich aber auch der Übergang zum leitend werden der Diode mit 
dem Modell.
Kapazität steigt mit Anstieg der Spannung bis auf unendlich an.

Edit: der Spaß gilt natürlich nur, wenn die Ausgangsbedingung ist, das 
der Kondensator leer ist!

Da die Diode bei Strom in Durchlassrichtung Ladung speichert, kann man 
ihr eine Kapazität zuschreiben. Diese Kapazität ist aber abhängig vom 
Durchlassstrom und nicht von der Spannung. Das Verhalten ähnelt also 
mehr dem eines Widerstands. (spannungsabhängiger Ladungsfluss) Das 
bisschen Ladungsspeicherung macht sich nur in Sonderfällen bemerkbar.

In Sperrichtung speichert die Diode Ladung, auch ohne Stromfluss und das 
ist das Wesentliche eines Kondensators.

In Durchlass hat eine Diode zwar eine Kondensatoreigenschaft, aber nur 
als Nebeneffekt.

 oder: Im Durchlassbereich ist die Diode "ein bisschen" auch 
Kondensator. Übrigens ein sehr schlechter, weil ihr ein niedriger 
Widerstand parallel geschaltet ist

Timo schrieb:
> Heißt, dass das im C-U Diagramm die Kapaztät auch in Durchlassrichtung
> steigen würde, oder nicht? In Durchlaßrichtung steigt der Strom doch
> gewaltig an, wenn C also abhängig vom Strom wird müste mit zunahme von U
> die Kapazität auch stark zunehmen, oder?

Der Strom steigt an und die gespeicherte Ladung damit auch.
Von Zunahme von U kann man aber nicht sprechen, die bewegt sich im -zig 
mV Bereich, auch bei großen Strömen.

Das Wesentliche eines Kondensators:
 Speicherung von Ladung, nur von Spannung abhängig, ist im 
Durchlassbereich einer PN-Schicht nicht vorhanden.

Zuordnungen:
Kapazität: Strom nur bei Ladungsänderung, Ladungsspeicher, Ladungsmenge 
proportional zur Spannung.
PN-Schicht: Ladung proportional zum Strom, Ladungsspeicher aber nur 
während des Stroms, Spannung nahezu konstant und gering.

wegen Ladungsspeicherung kann  man dann von einer Kapazität sprechen. 
Aber die andren Verhaltensweisen einer Sperrschicht sind 
grundverschieden zu denen eines Kondensators.

Potibrutzler schrieb:
> Andreas S. schrieb:
>> Ganz im Gegenteil wird die Kapzität in Durchlassrichtung theoretisch
>> sogar unendlich hoch werden.
>
> Jan H. schrieb:
>> Ein Kondensator mit unendlicher Kapazität wäre doch nur ein Leiter :-)
>
> das müsstet ihr bitte mal genauer erklären.

Nehmen wir mal diesen schwarzen Kasten:

1

2

           ___     _____

3

    X  o--|___|---|     |

4

          1 Ohm   |     |

5

                  |     |

6

    Y  o----------|_____|

Und jetzt legst du an X und Y eine Spannung von 1V an und misst 1us 
später den Strom, und stellst dann fest, das da ziemlich genau 1A 
fließt. Was hast du dann in der Box?
Einen Kurzschluss?
Oder einen großen entladenen Kondensator mit viel uF?
Was, wenn der Strom nach 1ms immer noch ziemlich genau 1A ist?
Oder nach 1s?
Oder nach 10s?

Und jetzt mal einen größeren Schritt:
Mal angenommen, in der Box wäre ein Kondensator mit 1000F?
Wie lange würdest du "ziemlich genau" 1A messen?

Und was, wenn der Kondensator unendlich viel Kapazität hätte?
?
?
So, lang genug überlegt....

Natürlich ist ein Kurzschluss kein Kondensator, auch wenn man 
messtechnisch evtl. das eine nicht vom Andern unterschieden kann.
Letzlich ist nämlich nach Ablauf ausreichend langer Zeit im Kondensator 
Energie gespeichert und im Kurzschluss nicht...

Forward biased diodes as varicaps:
http://www.hanssummers.com/varicap.html

Lothar M. schrieb:
> Letzlich ist nämlich nach Ablauf ausreichend langer Zeit im Kondensator
> Energie gespeichert und im Kurzschluss nicht...

In einem unendlich großen Kondensator könnte man mit endlichem Strom und 
in endlicher Zeit keine Energie speichern, da die Energie das Integral 
der Leistung über die Zeit darstellt. Und da an einem unendlich großen 
Kondensator keine Spannung abfällt, ist bei endlichem Ladestrom die 
Leistung eben Null.

Diese Überlegung gilt natürlich nur im Grenzfall unendlicher Kapazität. 
In jedem realen Kondensator speichert man natürlich schon Energie.

Bezüglich der Diode(nkennlinie) muss man natürlich auch zwischen 
absoluten und differentiellen Größen unterscheiden.

Lurchi schrieb:
> so lange noch kein nennenswerter Strom fließt
Elektrofan schrieb:
> Natürlich geht die (Silizium-) Diode dabei noch nicht in leitenden
> Zustand über.
Die Frage war, wie Timo schrieb:
>>> Besitzt eine Diode wenn Sie leitet noch eine Kapazität


Potibrutzler schrieb:
> Über deine Blackbox mit Kurzschluss oder unendlich großer Kapazität
> könnte man nur feststellen, dass beide Ströme, im Zeitraum unterhalb der
> Unendlichkeit, äquivalent sind.
Die Frage ist: was ist drin in der Blackbox? Wenn es da Probleme mit der 
Unendlichkeit gibt (und eine Diode zudem ein reales Bauteil ist) dann 
kann man sich das einfach mal mit 1MF (großes M) vorstellen...

> wasn Unsinn.
Bessere Vorschläge?

> Besitzt eine Diode wenn Sie leitet noch eine Kapazität
Sie besitzt keine Kapazität, die man nutzen könnte. Sie besitzt 
irgendwelche Streukapazitäten, die sich aber nur positiv auf das 
Leitverhalten der Diode auswirken: leiten soll sie ja sowieso, und wenn 
sie durch irgendwelche Kapazitäten bei hohen (überlagerten) Frequenzen 
besser leitet, dann stört das keinen. Ich habe aber noch nie eine Zahl 
oder eine Tabelle oder ein Diagramm gesehen, wo das festgehalten worden 
wäre...

Tietze-Schenk-Gamm (13.Auflage, p.18ff) beschreiben anschaulich ein 
Modell des dynamischen Verhaltens einer Diode.
Parallelgeschaltet zur Sperrschicht-Stromquelle werden hier 
Sperrschichtkapazität und Diffusionskapazität eingeführt.
- Die Sperrschichtkapazität ist abhängig von der Sperrschichtspannung 
(steigt mit der positiven A-K-Sperrschichtspannung).
- Die Diffusionskapazität ist abhängig vom Strom (steigt mit dem Strom).

Die mit dem Strom näherungsweise linear steigende Diffusionskapazität 
bedingt das verzögerte Sperren der Diode. Auch die Transitzeit geht ein. 
Diese ist bei Silizium 100..1000 mal größer als bei Schottkydioden.

Beispielwerte für die Diffusionskapazität (selbst gerechnet, keine 
Gewähr):
BAS90 1nF@1A
1N4148 0,5uF@1A

Wenn man in den Datenblättern nicht fündig wird, kann man diese Werte 
auch aus den SPICE-Modellen ziehen, bzw. daraus berechnen.