Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Durchlassspannung Siliziumdiode


von Franz Ferdinant (Gast)


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Ich habe mal eine Anfängerfrage, bei so einer Siliziumdiode wie der 
1N4148 oder ähnliche, wo liegt da die Durchlassspannung für sehr kleine 
Ströme wie 1pA, 10pA, 100pA usw. bis hoch nach 1uA? Hat da jemand eine 
Kurve oder eine Formel?

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Beitrag #7278101 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Uwe B. (Firma: TU Darmstadt) (uwebonnes)


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Schau mal unter https://de.wikipedia.org/wiki/Diode das Diagramm 
"Gemessene Kennlinien verschiedener Dioden in einfach logarithmischer 
Darstellung" an.

von Falk B. (falk)


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Franz Ferdinant schrieb:
> Hat da jemand eine
> Kurve

LTspice

> oder eine Formel?

Die Diodengrundgleichung.

https://de.wikipedia.org/wiki/Diode#Ideale_Diode_/_Shockley-Gleichung

von oszi40 (Gast)


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<1V
Allgemein hilft ein Blick ins jeweilige Datenblatt. Doch je hochohmiger 
es wird, desto schwieriger ist die Vorhersage, weil auch noch 
Schaltungsteile Einfluss haben werden. 
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/praxis/bauteil_diode.htm

von Minuspol (Gast)


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oszi40 schrieb:
> Doch je hochohmiger es wird, desto schwieriger ist die Vorhersage, weil
> auch noch Schaltungsteile Einfluss haben werden.

Erklär Mal bitte die Diodenvorhersage?

Beitrag #7278124 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7278290 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Franz Ferdinant (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Franz Ferdinant schrieb:
>> Hat da jemand eine
>> Kurve
>
> LTspice
>> oder eine Formel?
>
> Die Diodengrundgleichung.
> https://de.wikipedia.org/wiki/Diode#Ideale_Diode_/_Shockley-Gleichung

Hey, klasse! Mit LTspice. Vielen Dank dafür :-)

von Käferlein (Gast)


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Franz Ferdinant schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> Franz Ferdinant schrieb:
>>> Hat da jemand eine
>>> Kurve
>>
>> LTspice
>>> oder eine Formel?
>>
>> Die Diodengrundgleichung.
>> https://de.wikipedia.org/wiki/Diode#Ideale_Diode_/_Shockley-Gleichung
>
> Hey, klasse! Mit LTspice. Vielen Dank dafür :-)

Das Modell dort entspricht bei sehr kleinen Strömen
leider gar nicht der Realität.

von Käferlein (Gast)


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Käferlein schrieb:
> Das Modell dort entspricht bei sehr kleinen Strömen
> leider gar nicht der Realität.

Nehme das nach Kontrollmessung zurück, Entschuldigung.

von Jester (Gast)


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Käferlein schrieb:

>> Hey, klasse! Mit LTspice. Vielen Dank dafür :-)
>
> Das Modell dort entspricht bei sehr kleinen Strömen
> leider gar nicht der Realität.

Das haben Modelle so an sich: Es wird immer Bereiche geben, in denen 
Modelle nicht 100% hin hauen.

Nicht nur LTspice sondern auch die Shockley-Gleichung weichen von der 
Realität ab - irgendwie, irgendwo, irgendwann ... (Um mal die Hupfdohle 
Nena sprechen zu lassen)

Einfaches Beispiel, 1N4148 bei höheren Strömen: Egal ob Spice-Modell 
oder Shockley-Gleichung, weder die Selbsterwärmung, noch Kernschmelze, 
noch das entweichen des "Magic Smoke" werden berücksichtigt.

Modellen blind zu vertrauen, ohne zu untersuchen, in welchen Bereichen 
diese funktionieren, führt regelmäßig zum Frust. Prominentes Beispiel, 
der BC547B aus der standard.bjt: Eigentlich kein Fehler im 
NPN/BJT-Modell, sondern nur falsch parametrisiert. "TR=1.00E-32" ist 
kompletter Unsinn. Hier sind schon mehrfach Kameraden aufgesessen.

Weiterführende Info von Altmeister Bob Pease, "What’s All This Spicey 
Stuff, Anyhow?"

(z.B.: 
https://www.electronicdesign.com/technologies/analog/article/21795474/whats-all-this-spicey-stuff-anyhow-part-i)

von Da Baby (Gast)


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Bei höheren Strömen flacht die Kennlinie ab und der Strom wird 
maßgeblich durch die Bahnwiderstände begrenzt.

von Bernd S. (bernds1)


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Da Baby schrieb:
> Bei höheren Strömen flacht die Kennlinie ab und der Strom wird
> maßgeblich durch die Bahnwiderstände begrenzt.

"höhere Ströme" waren nicht Gegenstand seiner Frage:
Franz Ferdinant schrieb:
> sehr kleine Ströme wie 1pA, 10pA, 100pA usw.

von Harald W. (wilhelms)


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Franz Ferdinant schrieb:

> Ich habe mal eine Anfängerfrage, bei so einer Siliziumdiode wie der
> 1N4148 oder ähnliche, wo liegt da die Durchlassspannung für sehr kleine
> Ströme wie 1pA, 10pA, 100pA usw. bis hoch nach 1uA? Hat da jemand eine
> Kurve oder eine Formel?

https://de.wikipedia.org/wiki/Diode#/media/Datei:DiodeGenCharacteristics1.jpg

von Gerhard (Gast)


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Hier mal die Darstellung(Fig. 4) der Durchlassspannung der Diode BAV45 
bei Strömen von 0,1pA bis  >1mA.

Gerhard

von Da Baby (Gast)


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Bernd S. schrieb:
> Da Baby schrieb:
>> Bei höheren Strömen flacht die Kennlinie ab und der Strom wird
>> maßgeblich durch die Bahnwiderstände begrenzt.
>
> "höhere Ströme" waren nicht Gegenstand seiner Frage:
> Franz Ferdinant schrieb:
>> sehr kleine Ströme wie 1pA, 10pA, 100pA usw.

Da dominiert vermutlich die thermische Generation von Elektron Loch 
Paaren

von Stefan F. (Gast)


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Aufpassen: Das was da unterhalb von 0,5V wie eine Durchlassspannung 
aussieht könnte auch in erheblichem Maße vom Leckstrom kommen. Den hat 
man in beide Richtungen.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Gerade bei Bauelementen im Glasgehäuse sollte man auch photoelektrische 
Effekte nicht vergessen. Auch Leiterplatten sind schon bei normalem 
Tageslicht deutlich leitfähiger als im Dunkeln.

von Falk B. (falk)


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Andreas S. schrieb:
> Auch Leiterplatten sind schon bei normalem
> Tageslicht deutlich leitfähiger als im Dunkeln.

Wie meinen? Das ist mal eine schöne Legende! ;-)

von Udo S. (urschmitt)


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Andreas S. schrieb:
> Gerade bei Bauelementen im Glasgehäuse sollte man auch photoelektrische
> Effekte nicht vergessen. Auch Leiterplatten sind schon bei normalem
> Tageslicht deutlich leitfähiger als im Dunkeln.

Gab es da nicht auch Probleme bei hochwertigen OPs wie z.B. OPA 111.
Ich meine da gab es auch Notes dazu dass man bei sehr hochohmigen 
Anwendungen die Dinger im Dunklen betreiben sollte weil sonst die 
Eingangsstöme oder der Offset höher wurde.

von Falk B. (falk)


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Udo S. schrieb:
> Gab es da nicht auch Probleme bei hochwertigen OPs wie z.B. OPA 111.
> Ich meine da gab es auch Notes dazu dass man bei sehr hochohmigen
> Anwendungen die Dinger im Dunklen betreiben sollte weil sonst die
> Eingangsstöme oder der Offset höher wurde.

Ja, aber das war ein Problem der ultradünnen Kunststoffgehäuse. Da gab 
es auch mal einen Spannungsregler am Raspberry Pi, der auf starkes 
(IR)Licht reagierte und Unsinn machte.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Falk B. schrieb:
> Udo S. schrieb:
>> Gab es da nicht auch Probleme bei hochwertigen OPs wie z.B. OPA 111.
>> Ich meine da gab es auch Notes dazu dass man bei sehr hochohmigen
>> Anwendungen die Dinger im Dunklen betreiben sollte weil sonst die
>> Eingangsstöme oder der Offset höher wurde.
>
> Ja, aber das war ein Problem der ultradünnen Kunststoffgehäuse.

Gerade bei Gehäuseformen wie z.B. TO-99 kann Licht durch den Glaskörper 
ins Gehäuse gelangen, auch wenn dieses Gehäuse ansonsten natürlich 
hervorragende Isolationseigenschaften besitzt und vor allem auch eine 
freifliegende bzw. nur über PTFE-Pröppel abgestütze Verdrahtung 
hochohmiger Eingänge ermöglicht.

> Da gab
> es auch mal einen Spannungsregler am Raspberry Pi, der auf starkes
> (IR)Licht reagierte und Unsinn machte.

Das war auch ein Problem bei einigen älteren Lagesensoren oder Gyros. 
Daheim im Bastelkeller oder Labor funktionierten sie einwandfrei, aber 
wenn man mit einem Multikopter (neuerdings: "Drohne") im prallen 
Sonnenschein fliegt, kann es zu unliebsamen Überraschungen kommen, wenn 
ein Sonnenstrahl den Sensor trifft. WIMRE war das irgendein Typ von 
Murata.

von H. H. (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Gerade bei Gehäuseformen wie z.B. TO-99 kann Licht durch den Glaskörper
> ins Gehäuse gelangen,

TO-99 sind die achtbeinigen Blechtöpfchen.

von Harald W. (wilhelms)


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H. H. schrieb:

> TO-99 sind die achtbeinigen Blechtöpfchen.

...bei denen die "Beine" oft mit durchsichtigem Glas isoliert waren.

von Werner H. (werner45)


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Es gab mal schnuckelige kleine Taschenradios im durchsichtigem Gehäuse 
mit Kopfhörer-Antenne. Eines von denen verzerrte, sobald die Sonne 
draufschien, ein anderes nicht. Ursache war eine an sich überflüssige 
Diode 4148 über ein ZF-Filter als Übersteuerungsschutz, die war 
glasklar. Im anderen Radio war sie schwarz lackiert. Nachschwärzen mit 
einem Edding brachte tatsächlich Abhilfe. Eine blöde Auswirkung des 
Fotoeffekts...

von Manfred (Gast)


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Werner H. schrieb:
> Eines von denen verzerrte, sobald die Sonne
> draufschien, ein anderes nicht. Ursache war eine an sich überflüssige
> Diode 4148 über ein ZF-Filter als Übersteuerungsschutz, die war
> glasklar.

Mal schnell zwei verschiedene 1N4148 ans Multimeter, Durchlaßspannung 
dreistellig 0,612 Volt. Mit Licht oder auch LED-Taschenlampe direkt 
dran, ändert sich genau garnichts.

Ich glabe nicht, dass im Radio eine Siliziumdiode war, weil 'glasklar' 
waren die 1N4148 noch nie.

Beitrag #7279238 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Werner H. (werner45)


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@Manfred:
Meistens klar, nur selten komplett lackiert (früher, als Nachfolger der 
914).
Nimm mal eine Halogenlampe statt einer Led, die Led hat nämlich kein IR.

von Manfred (Gast)


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Werner H. schrieb:
> Meistens klar, nur selten komplett lackiert (früher, als Nachfolger der
> 914).
> Nimm mal eine Halogenlampe statt einer Led, die Led hat nämlich kein IR.

Dann nehme ich doch mal, 12V 35W als Strahler habe ich zur Hand und der 
Elektronikplatz ist direkt hnter mir. Da sinkt die Durchlaßspannung um 
ein paar Millivolt, bleibt aber auch, wenn ich das Licht aus mache: Der 
Effekt ist thermisch, hat nichts mit dem Licht zu tun.

Da war doch mal was, 2mV/K für Silizium?

von Werner H. (werner45)


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Wieder knapp daneben argumentiert.
An der Spannung ändert sich wenig, aber der Sperrstrom steigt, der 
Ersatzwiderstand sinkt. Kann man aus der Kennlinie ablesen. Ähnlich 
einer Photodiode im Sperrbetrieb.

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