Eigene Diode mit Zinkoxid basteln

[Christoph E. (stoppi)]

Hallo!

Ich mache einen eigenen Beitrag auf, um meinen Faden "Physikprojekte" 
nicht zu belasten. Es geht um den Bau einer einfachen Diode.

Gestoßen bin ich auf dieses Projekt hier: 
https://www.sauerampfer-online.de/zinkdiode/diode.html

Benötigt werden ein verzinktes Stahlblech, Kupferdraht, einen Brenner 
und ein Oszilloskop. Das verzinkte Stahlblech wird mit dem Brenner nur 
auf einer Seite (!) zur Rotglut gebracht. Auf der anderen Seite sollte 
sich dann gelbliches bzw. weiß-poröses Zinkoxid bilden. Dieses 
kontaktiert man dann vorsichtig mit einem feinen Kupferdraht, fertig ist 
die Diode.

Zum Testen schließt man die Diode und einen Vorwiderstand ans 
Oszilloskop im xy-Modus. Auf der x-Achse liegt dann die Spannung über 
die Diode, auf der y-Achse die Spannung über den Vorwiderstand = Strom 
durch die Diode. So weit so gut.

Eine richtige Stelle auf dem verzinkten Stahlblech zu finden, ist ein 
ziemliches Geduldsspiel. Ich erhalte dann aber mit etwas Glück eine 
Kennlinie, die einer Diode zumindest ähnelt.

Ich habe dann eine echte Diode auf diese Weise "vermessen" und bekomme 
eine doch eigenartige Kennlinie heraus. Kann mir jemand von den Profis 
vielleicht erklären, warum ich so eine von der idealen Diodenkennlinie 
doch recht stark abweichende Kennlinie erhalte? Danke im voraus...

[Marek N. (db1bmn)]

Sehr interessantes Experiment thumbsup

Die "Schleifen" im XY-Diagramm deuten auf eine kapazitive Komponente 
hin.
Beulen/Knoten auf Oberwellen. Wie schaut dein Digramm aus, wenn du 
einfach nur einen Widerstand misst? - Müsste eine Diagonale sein.

Hier gibts ein paar Beispiele, wie die Diagramme aussehen sollten: 
https://elexs.de/oszi3.htm

[Marek N. (db1bmn)]

Marek N. schrieb:
> kapazitive Komponente

Mach mal bitte die AC-Kopplung der Kanäle aus.

[Christoph E. (stoppi)]

Marek, du bist der beste, vielen, vielen Dank.

Es war wirklich die AC-Kopplung. Das habe ich total übersehen. 
Normalerweise ist bei mir immer die DC-Kopplung aktiviert. Ich hänge 
dann am Nachmittag gleich Bilder an.

[Marek N. (db1bmn)]

Danke :-)
Bin gespannt!

[Christoph E. (stoppi)]

So, wie versprochen die Bilder.

Zuerst einmal eine echte/kommerzielle Diode. Nun erhalte ich genau die 
zu erwartende Kennlinie. Man müsste sie aufgrund der Messmethode (siehe 
Schaltplan) nur noch spiegeln.

Und auch mein verzinktes Stahlblech zeigt nun eine annähernde 
Diodenkennlinie bzw. eher eine Zenerdiodenkennlinie. Den Versuch kann 
ich aber allen empfehlen. Kostenpunkt: ca. 10 Euro für eine ganze 
Schulklasse.

Danke nochmals für die Hilfe, Marek. Wie gesagt, normalerweise befindet 
sich mein Oszilloskop nach dem Einschalten eigentlich im DC-Modus, 
deshalb stand ich auf der Leitung und habe es gar nicht überprüft. War 
nur schwer verwundert, warum ich selbst mit käuflichen Dioden keine 
passende Kennlinie erhalten habe ;-)

[Peter D. (peda)]

Christoph E. schrieb:
> Und auch mein verzinktes Stahlblech zeigt nun eine annähernde
> Diodenkennlinie bzw. eher eine Zenerdiodenkennlinie.

Doch eher die Kennlinie eines Varistors. Eine Gleichrichtwirkung ist 
kaum zu sehen.

Wiki:
"Zinkoxid-Keramik wird üblicherweise zur Herstellung von 
Metalloxid-Varistoren verwendet. Es zeigt hier aufgrund von 
halbleitenden Effekten an den Korngrenzen einen stark nichtlinear von 
der angelegten Spannung abhängigen Widerstand und dient als 
Überspannungsschutz."

[Marek N. (db1bmn)]

Sehr schön!
Das ist auch der Grund, warum z.B. korrodierte Stecker, insbesondere bei 
Sendern (CB-Funk, Amateurfunk, aber auch Radiosender sind nicht davor 
gefeilt) das Signal nichtlinear verzerren und somit unerwünschte 
Nebenaussendungen verursachen können.

[Michael B. (laberkopp)]

Christoph E. schrieb:
> Und auch mein verzinktes Stahlblech zeigt nun eine annähernde
> Diodenkennlinie bzw. eher eine Zenerdiodenkennlinie.

Ähm, nein.

quasi symmetrisch.

Aber wenn man den Nullpunkt verschiebt, kann man die Unsymmetrie nutzen.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Wer denkt bei Zinkoxid ebenfalls an 'Kentucky Fried Movie'?

https://www.youtube.com/watch?v=uRdZg-ph_U4

[Helmut -. (dc3yc)]

Mein verstorbener Onkel hatte mir aus der Vorkriegszeit einen Detektor 
vererbt, der aus einem Pyritkristall und einem federnden Draht bestand. 
Um einen Diodeneffekt zu erzeugen, musste man mit der Feder eine 
passende Region finden, damit man mit einer Langdrahtantenne, einem 
Schwingkreis und einem Kopfhörer Rundfunksender empfangen konnte.