Hallo Immer wieder trifft man auf irgendwelche Dioden vom Typ 1N4xxx, z.B. sieht das AVR-Tutorial eine 1N4001 als Verpolschutz in der Stromversorgung vor. Soweit ich weiss, sind die 1N4xxx gewöhnliche Silizum-Dioden, ohne besonderen Eigenschaften und man kann sie für einfache Anwendungen ziemlich beliebig austauschen. Stimmt das so weit? Konkret möchte ich anstatt der 1N4001 eine 1N4148 verwenden, aber es interessiert mich auch allgemein, bissl Diodenphysik :-) Gruss Michael
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Verschoben durch Admin
Der Unterschied zwischen den beiden ist der Strom, die 4001 ist 100V 1A, die 4148 macht glaub nur 200mA @ 100V. Bitte nachpruefen.
Der größte Unterschied ist die Geschwindigkeit: Die 4001 ist extrem langsam (einige µs), die 4148 dagegen hat 4ns.
beides ist (fast) richtig: Antwort 2) ist in diesem Fall aber keine Antwort auf die Frage: 1N4148 läuft unter "high-speed", verträgt max. 75V und 75mA 1N4001 unter "Gleichrichter", verträgt max. 50V und 1A Die Daten findet man unter "www.datasheetarchive.com" Gruss Otto
>>Konkret möchte ich anstatt der 1N4001 eine 1N4148 verwenden, aber es >>interessiert mich auch allgemein, bissl Diodenphysik :-) Wenn du wirklich wissen willst, was sich in der Diode abspielt dann schau hier nach ;-): http://ece-www.colorado.edu/~bart/book/book/chapter4/ch4_1.htm (Falls dich das dann halt wirklich genau interessiert ;-)) Im Grund könntest du auch Germanium Dioden oder Schottky Dioden verwenden. Der unterschied ist einerseits der Spannungsabfall und dadurch die Verlustleistung, so wie der reversstrom, der fliesst, wenn du die Spannungsversorgung verkehrt herum anschliesst. Wichtig ist nur, dass du die Spannungsfestigkeit und die Strombelastbarkeit beachtest, wenn du eine andere Diode auswählts. Achja.. da fällt mir noch was ein: http://www.tietze-schenk.de/tsprobe.pdf mfg SChoasch
Hallo! Warum produziert man 1N4001 und 1N4007? Ich weiß schon unterschiedliche Spgs. Festigkeiten (Repetitive peak reverse voltage) Periodische Spitzensperrspannung 50V - 1000V aber warum braucht man so viele Abstuffungen? Man könnte ja auch für alle niedrigern Spannungen die 1N4007 verwenden, oder? Gruss Max
Das dürfte Geschichte sein. Früher waren Dioden mit höher Spannungsfestigkeit noch selten und teuer. Da war eine 4001 die Lösung. Heute sind die Preise gleich, da kann man die 4007 auch verwenden (umgekehrt nicht immer möglich). avr
> Heute sind die Preise gleich, da kann man die 4007 auch verwenden Unsinn, schau mal bevor du so was postest in ein Datenblatt einer 1N400x. Die haben durchaus unterschiedliche Werte, z.B. Kapazität und Durchlasspannung, und je nach Schaltung kann so ein Wert mal wichtiger sein, als eine überdimensionierte Sperrspannung. Es werden zumindest 2 Serien produziert, 1N4001-4004 und 1N4005-4007. Und zum Ursprungsposten hat noch niemand erwähnt, dass Zahlen im JEDEC 1N Diodensystem KEINERLEI Bedeutung haben, sondern die Dioden durchnumeriert wurden. Eine 1N4148 ist durchaus anders als eine 1N4004, und es gibt auch Kapazitäts und Zenerdioden in der Serie. Die 1N4001 bis 4007 wurden zusammen angemeldet.
@MaWin Ich bezog mich nur auch die 4001-4007 und diese unterscheiden sich nur in ihrer Sperrspannung. http://www.diotec.com/pdf/1n4001.pdf Das eine 4148 was anderes ist ist klar. avr
@avr >Ich bezog mich nur auch die 4001-4007 und diese unterscheiden sich >nur in ihrer Sperrspannung. Nein, da gibt es noch ein paar andere Parameter, die unterschiedlich sind, aber das steht heute nicht mehr in den Datenblättern. Beispielsweise die Forward Recovery Time: http://www.cliftonlaboratories.com/diode_turn-on_time.htm Kai Klaas
Da hast du aber auch ein ganz modernes Datenblatt erwischt, 16.10.2009. Scheint aber üblicher zu werden, daß man so viele Zahlen weglässt, bis es "einfacher" wird. Eventuell verkaufen die nun denselben Chip für alle Spannungen. Ein richtiges Datenblatt zeigt noch durchaus Unterschiede, z.B. in der Kapazität: http://www.diodes.com/datasheets/ds28002.pdf
>Eventuell verkaufen die nun denselben Chip für alle Spannungen. Ja, das ist durchaus möglich... Hier sind noch ein paar interessante Daten über die 1N400X: http://www.intusoft.com/lit/WkwModels.pdf Kai Klaas
Je größer die Speerspannung einer Diode ist umso größer ist auch die Raumladungszone und umso größer die die Kapazität und somit verändert sich auf die Reverse Recovery Time. Das sieht man sehr gut bei Schottkydioden. Da haben die 10V Typen einen kleineren Spannungsabfall als die 50V Typen weil die Speerschicht kleiner ist. Hoffe ich erzähle keinen Mist.
@ Pascal L. (tripplex)
>Hoffe ich erzähle keinen Mist.
Zu spät, Mr. Speerschicht ;-)
Die meisten Dioden haben eher eine Sperrschicht.
also allgemein gilt: je höher die Spe(e)r(r)spannung, umso höher die Flußspannung (bzw. scheinbar der ohmsche Anteil) MBR40250 hat 0,8V bei mittlerem Strom (20A) MBR4015 hat 0,42V bei mittlerem Strom (20A) (sorry für diesen Extremfall :-) (ansonsten Leichenfledderei .... ;-)
Sorry für Doppelpost aber so kann man das nicht gelten lassen ;) Eine Diode hat keinen Ohmschen Anteil, schau dir mal die Kennlinie an. Wenn die Diode einen Ohmschen Anteil hätte dann könnte man auch Leuchtdioden an der passenden Spannung ohne Vorwiderstand betreiben was nur selten gut geht. ( Wenn die Quelle einen hohen Innenwiderstand hat ) Und nun kann man eine neue Glaubensdiskussion auf Basis "LED ohne Vorwiderstand" . Am Ende wird die Diskussion so blöd das wir sogar über "Pepsi oder Cola?" Diskutieren, könnten . ;)
Pascal L. schrieb: > Sorry für Doppelpost aber so kann man das nicht gelten lassen ;) > Eine Diode hat keinen Ohmschen Anteil, schau dir mal die > Kennlinie an. > Eine Diode hat immer auch einen sogenannnten Bahnwiderstand. Neben dem PN-Übergang ist immer noch ein Stückchen Halbleitermaterial bis zum Bonddraht. Dieser Bahnwiderstand hängt natürlich von der Größe der Diode ab. Bei eienr 1N4148 sind das 1,x Ohm, bei einer 1N4004 eben 0,x Ohm. Das ersetzt natürlich nicht den Vorwiderstand den man braucht, wenn man Dioden parallelschalten will.
Woher kennst du diesen Wert? Im 1N4148 Datenblatt von Fairchild hab ich diesen Wert nicht gefunden, aber ich zweifel auch gar nicht daran das es so einen Bahnwiderstand nicht gibt - Abgesehen davon das ich den auch übersehen haben könnte
Pascal L. schrieb: > Woher kennst du diesen Wert? > Im 1N4148 Datenblatt von Fairchild hab ich diesen Wert nicht gefunden, > aber ich zweifel auch gar nicht daran das es so einen Bahnwiderstand > nicht gibt - Abgesehen davon das ich den auch übersehen haben könnte Hallo Pascal, der Bahnwiderstand steht nicht als Zahl im Datenblatt. Wenn man die Kennlinie anschaut, dann sieht man dass bei hohen Strömen die Flussspannung fast linear mit dem Strom steigt. Aus diser Steigung kann man dann näherungsweise den ohmschen Anteil errechnen. Ri = delta_Id/delta_Ud Schau die mal SPICE-Modelle an. Da heißt dieser Parameter RS. MODEL DI_1N4004 D ( IS=76.9p + RS=42.0m BV=400 IBV=5.00u + CJO=39.8p M=0.333 + N=1.45 TT=4.32u ) Das hier wäre näherungsweise die Gleichung dazu Id = IS*exp(Ud/(N*Ut)) Ud ist die innere Diodenspannung Ud = U-Id*RS Ut ist die Temperaturspannung Ut = k*T/q
Okay dann ist das der Differentielle Widerstand, hab ich mir eher schon gedacht, dieser ist aber auch nicht wirklich existent also als reinen Ohmschen Anteil. ( Sonst könnte man ja auch Dioden mit einen Multimeter durchmessen ) In Spice wird dieser Wert dann einfach so verrechnet damit die Simulation ein wenig "Realistischer" wird und man unterschiedliche Dioden hat. Sonst würde sich ja eine STPS2045 nicht von einer LL4148 Unterscheiden. Mosfets haben ja auch eine "Stromverstärkung" Gate Source Voltage zu Drain Current welche man so Ausrechnen kann aber einen festen Wert wird man aber im Datenblatt nicht finden da dieser Wert eigentlich keine Rolle spielt und sich einen Mosfet nach anderen Aspekten Auswählt. ( meistens RDson, G-S-Spannung und maximale D-S-Spannung, und danach vielleicht die Gate Kapazität )
Pascal L. schrieb: > Okay dann ist das der Differentielle Widerstand, hab ich mir eher > schon gedacht, dieser ist aber auch nicht wirklich existent also als > reinen Ohmschen Anteil. ( Sonst könnte man ja auch Dioden mit > einen Multimeter durchmessen ) Doch das ist ein echter ohmscher Widerstand. Du musst eine Messschaltung bauen. In der gibst du kurze Impulse mit 10A bzw. 11A auf die 1N4004-Diode. Da kannst du dann direkt aus dem Spannungsunterschied und dem Stromunterschied den Bahnwiderstand bestimmen, weil bei dem hohen Strom der Bahnwiderstand gegenüber der log-Funktion dominiert. Mit einem Kurvenfit kann man das natürlich auch mit kleineren Strömen bestimmen.
Einfache Sache: Es KANN keinen Gegenstand ohne ohm'sche Verluste geben, es wäre sonst ein langgesuchter hochtemp Supraleiter.
>Okay dann ist das der Differentielle Widerstand, hab ich mir eher >schon gedacht, dieser ist aber auch nicht wirklich existent also als >reinen Ohmschen Anteil. ( Sonst könnte man ja auch Dioden mit >einen Multimeter durchmessen ) Deswegen ist es nur ein ANTEIL. Zum ohmschen Anteil gibt's eben noch andere nichtlineare Widerstände in so einer Diode (der ohmsche Anteil ist nur der lineare Anteil). Dieser Anteil mag zwar fiktiv sein, aber man kann damit rechnen, und ihn als ohmsch betrachten. Gebildet wird er wohl vom Bahnwiderstand, wie Helmut bereits sagte. Als Gedankenspiel kannst Du Dir eine Z-Diode mit Vorwiderstand (soll als Bahnwiderstand herhalten) vorstellen - bis Uz ist die Kennlinie ziemlich krumm, ab dann aber eben relativ linear - der ohmsche Anteil halt. >Mosfets haben ja auch eine "Stromverstärkung" Nennt sich bei Mosis STEILHEIT. Weil eben weder Strom noch Spannung verstärkt werden (Strom sowieso nicht, weil das Gate üblicherweise keinen Strom zieht - sieht vielleicht in realen Schaltungen nur so aus). Da der Strom Id von Ugs abhängt, haben wir keine direkte Strom/Spannungsverstärkung.
Klar, allein die Anschlussdrähte haben haben schon einen Widerstand und das war's mit den Superleiter Diode. Mir ging es aber um die eigentliche Definition dieses Bahnwiderstandes. "Doch das ist ein echter ohmscher Widerstand. Du musst eine Messschaltung bauen. In der gibst du kurze Impulse mit 10A bzw. 11A auf die 1N4004-Diode. Da kannst du dann direkt aus dem Spannungsunterschied und dem Stromunterschied den Bahnwiderstand bestimmen, weil bei dem hohen Strom der Bahnwiderstand gegenüber der log-Funktion dominiert. Mit einem Kurvenfit kann man das natürlich auch mit kleineren Strömen bestimmen." Das wusste ich bis jetzt nich nicht was die Sache mit den Bahnwiderstand Interresant macht. Also um genau zu sein wusste ich nicht das es so einen Bahnwiderstand gibt der eine linearität zwischen Spannung zu Strom zeigt, welcher wie in der erwähnten Messschaltung diese Konstante klar wiederzufinden lässt. Das war ein guter Post, von vielleicht einer der wenigen die hier wirklich was drauf haben. Bis gerade war ich noch der Ansicht das es so eine Linerität in der logaritschmischen Flusskennlinie einer Diode gar nicht gibt. Sondern einfach immer weiter und steiler Ansteigt ( also mit quasi fast unendlicher Steilheit )
@Jens: Danke für die Nachträgliche 2te Erklärung. Mir ist jetzt klar genommen wie Ihr das meintet, hab das vorher falsch aufgenommen. ( Das Z-Diode+Vorwiderstand Beispiel ist auch gut ) Man lernt nicht aus :)
@ MaWin >Einfache Sache: Es KANN keinen Gegenstand ohne ohm'sche Verluste >geben, es wäre sonst ein langgesuchter hochtemp Supraleiter. Um es genau zu nehmen: "ohmsch" heist I~U, also linear, und soweit ich weis, auch nur da, wo Spannung und Strom in Phase sind. I.d.R. also nur bei Metallen (selbst da nicht, wenn wir etliche Stellen nach dem Komma betrachten). Wenn ein R (zumindest anteilmäßig) nichtlinear ist (also nicht mehr ohmsch), wie z.B. NTC/PTC, hat er trotzdem noch keinen Hang zum Supraleiter. Aber ich gebe zu: die meisten Leute verbinden einen Leiter einfach mit einem Ding, bei dem einfach I=f(U) ist ohne komplexe (frequenzabhängige) Anteile (wieder ein Anteil ;-)
>( Das Z-Diode+Vorwiderstand Beispiel ist auch gut )
Ja - man muß einfach nur unsichtbare Dinge (Bahnwiderstand) durch
sichtbare Dinge (Vor-R) ersetzen (also Ersatzschaltung), oder
elektrische Zusammenhänge mit hydraulischen Vorgängen vergleichen (falls
man in der Hydraulik besseren Durchblick hat), oder elektrische Felder
mit magnetischen Feldern, oder .... Dann sieht man, daß es überall
equivalente Zusammenhänge gibt, die sich mit den gleichen Formeln
berechnen lassen (abgesehen von anderen Formelzeichen/Maßeinheiten).
Enfach mal nur als "Denkhilfe" ....
So ganz blöd bin ich auch nicht aber blöd anstellen kann ich mich auch aber das ja jeder auf seiner eigenen Art. Dafür sind ja Foren da, für den Fall das die Diskussion auch Funktionieren. ( Man schaue sich den OT-Bereich an )
>So ganz blöd bin ich auch nicht aber blöd anstellen kann ich mich >auch aber das ja jeder auf seiner eigenen Art. Mein Update war nicht als "Blödheits-Nachweis" gedacht, sondern als ein Weg, wie man sich gewisse Dinge als Denkhilfe vorstellen/nachvollziehen kann, wenn man da nicht voll drinsteckt, und dann entsprechende Schlußfolgerungen ziehen kann.
Angehängte Dateien:
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led.png
20 KB
Hier ist ein Beispiel für eine Diode mit sehr großem Bahnwiderstand Rs, wo man dessen Einfluss sehr gut erkennen kann. Es handelt sich um die weiße LED Nichia NSSW008CT-P1. Die Werte Is = 0,23fA n = 3,43 Rs = 17,6Ω habe ich dem LTSpice-Modell entnommen. Im Diagramm ist die berechnete Flussspannung als Funktion des Stroms aufgetragen (blaue Kurve). Sie stimmt sehr gut mit der Kurve im Datenblatt der LED überein, so dass angenommen werden kann, dass die obigen Parameter richtig sind. Die rote und die grüne Kurve zeigen den Spannungsabfall an der Diode ohne Bahnwiderstand bzw. am Bahnwiderstand alleine. Die blaue Kurve ist die Summe dieser beiden Kurven. Wie mann sieht, macht schon beim Nennstrom von 20mA (und erst recht beim maximalen Spitzenstrom von 100mA) Rs den größten Teil des differentiel- len Widerstands (Steigung der Kurve) aus. Da könnte man schon in Versuchung geraten, die LED direkt an 3,2V zu betreiben und dabei Rs als Vorwiderstand zu missbrauchen. Der hohe Bahnwiderstand vieler LEDs ist wohl mit ein Grund, warum nicht wesentlich mehr LEDs bei Anfängerversuchen das Zeitliche segnen ;-) Trotzdem, Kinners (damit hier nicht wieder eine dieser nervtötenden Vorwiderstandsdiskussionen ensteht): LEDs werden grundsätzlich und immer mit Vorwiderstand oder an einer Konstantstromquelle betrieben! Selbst der hohe Bahnwiderstand der hier untersuchten LED von 17,6Ω ist viel zu klein, um einen halbwegs konstanten Stromfluss unter allen denkbaren Umständen zu gewährleisten. Zudem kann bei anderen LEDs der Bahnwiderstand deutlich kleiner sein.
>Trotzdem, Kinners (damit hier nicht wieder eine dieser nervtötenden >Vorwiderstandsdiskussionen ensteht): >LEDs werden grundsätzlich und immer mit Vorwiderstand oder an einer >Konstantstromquelle betrieben! Selbst der hohe Bahnwiderstand der hier >untersuchten LED von 17,6Ω ist viel zu klein, um einen halbwegs >konstanten Stromfluss unter allen denkbaren Umständen zu gewährleisten. <Zudem kann bei anderen LEDs der Bahnwiderstand deutlich kleiner sein. So isses ... auch wenn LED's hier nicht das Thema waren. Sollte aber vieles ersichtlicher machen.
Ein Bild sagt mehr als 1000 Worte. Dieses Diagramm macht für alle anderen die das mit den Bahnwiderstand nicht verstanden haben deutlich klar worum es sich eigentlich handelt. Aufedenfall weiß ich jetzt auch das ich das richtig verstanden habe.
Der ohmsche Widerstand ist genaugenommen eigentlich nur ein Spezialfall der Leitung in <ausschließlich??> Metallen. Schau dir mal bei Wiki die passende Artikel dazu an. Selbst wenn der Widerstand der Anschlußdrähte (sind aus Kupfer oder Eisen), auf ICs z.B. auch Alu, rausgenommen wird, bleibt das Knie in der Kurve des Halbleitermaterials. Dieses Knie entspringt der Halbleiterphysik und basiert auf statistischen Prozessen. Gut als Modell kann man sich den Dampfdruck am Übergang von Flüssigkeit nach Gas vorstellen. Also einzelne Teilchen tendieren dazu irgendwann das Medium zu wechseln. Ihr Wunsch dies zu tun, hängt aber von der Umgebung und damit von dem was gerade benachbarte Teilchen machen, ab. Dieser Anteil in der Kurve des Bauelements ist aber nicht durch eine ohmsche Beschreibung definierbar.
>Halbleiterphysik und basiert auf statistischen Prozessen. Gut als Modell >kann man sich den Dampfdruck am Übergang von Flüssigkeit nach Gas >vorstellen. Also einzelne Teilchen tendieren dazu irgendwann das Medium >zu wechseln. Ihr Wunsch dies zu tun, hängt aber von der Umgebung und >damit von dem was gerade benachbarte Teilchen machen, ab. Dieser Anteil >in der Kurve des Bauelements ist aber nicht durch eine ohmsche >Beschreibung definierbar. siehste - ich bin nicht der einzige, der sich in anderen Physikbereichen schlau macht ... ;-)
Ja genau. Intelligenz ist das Werkzeug zur Übertragung gewonnener Erkenntnisse aus einem gewohnten Bereich auf neue Fragestellungen. Wissen ist was anderes. Es hilft oft, technische Probleme durch alltägliche Äquivalente begreifen zu versuchen. Z.B. die Datenpakete im Funknetz durch die Darstellung von Briefen im System Post. Oftmals sind dort bereits die passenden Lösungen schon lange gefunden.
>Darstellung von Briefen im System Post. Oftmals sind dort bereits die >passenden Lösungen schon lange gefunden. so isses - und so betrachtet wundere ich mich immer wieder, wie irgendwas "neues" als Patent angemeldet werden kann. Hat doch meistens schon immer in irgendeiner Form existiert. Aber vielleicht ist eben genau diese neue Form das Neue ... ;-)
Dotiertes Silizium, wie es in Dioden verwendet wird, hat einen ganz beachtlich hohen Bahnwiderstand. Einem Datenbuch von Motorola aus dem Jahr 1980 habe ich entnommen, daß n-dotiertes Silizium für eine Diode mit 100V Durchbruchspannung einen spezifischen Widerstand von rund 1 Ohm x cm aufweist. Das sind also 0,01 Ohm x m. p-dotiertes Silizium ist noch etwas hochohmiger. Im Vergleich zum spezifischen Widerstand von Kupfer von 0,0178 µOhm x m ist das rund 500.000 mal hochohmiger!!! Ein Bahnwiderstand einer Diode im Ohm-Bereich ist also durchaus realistisch. Kai Klaas
Zetex ist bekannt für besonders dünne Wafer. Und momentan geht der Zug bei MOSFETs nach SiC und SiN. Sollen u.a. 10x besser leiten. Da wird das Gehäuse zum Problem bzw. die Chips kleiner.
"Warum produziert man 1N4001 und 1N4007?" Eher produziert man erstmal, schaut dann was die Dinger diesmal aushalten und bestempelt sie entsprechend.
>Eher produziert man erstmal, schaut dann was die Dinger diesmal >aushalten und bestempelt sie entsprechend. Also, ich weiß ja nicht, wie das heute da zugeht in den chinesischen Fabriken, von woher die 1N400X Dioden jetzt oft kommen, aber früher hat man das sehr Ernst genommen und diese Dioden tatsächlich aus unterschiedlich dotiertem Silizium hergestellt. Das wäre in nahmhaften Entwicklungsbüros von Siemens, Bosch oder anderen sofort aufgefallen. Aber heute ist ja nicht nur die Herstellung fast vollständig ins Ausland abgewandert, sondern zunehmend auch die Entwicklung... Kai Klaas
Das wäre dann genauso wie bei den Mäusen von Razer wo RGB-LEDs verbaut sind und je nach dem welche Farbe die haben sollen andere Brücken gesetzt werden und trotzdem für unterschiedliche Preise verkauft werden :D
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