Elektronik 305 DiodeProf. Dr. Jörg Vollrath04 Diode: Der pn Übergang |
Länge: 00:42:10 |
0:0:46 Datenblatt 0:0:46 Datenblatt einer Diode 0:2:51 Forward Characteristic 0:3:46 Temperaturabhängigkeit 0:5:6 Diodencharakteristik 0:5:48 Reale Diode 0:6:41 SPICE Diodenmodell 0:8:53 SPICE .model Dioden Anweisung 0:13:42 Bestimmung der Parameter einer Diode 0:15:20 I=(U2-U1)/R 0:15:56 Strommessung mit einem Widerstand 0:18:13 Strommessbereich 0:20:26 Versuch 2 Diode 0:24:31 Sperrbereich 0:25:27 Sperrbereich, Sperrstrom 0:27:46 Bestimmung n im Durchlassbereich 0:32:32 Vereinfachung auf ID = IS exp(U/n(UT)) 0:34:11 Berechnung RS mit grossen Strömen 0:40:48 Diodenarten Schaltsymbole 0:42:36 LTSPICE Diodennetzliste 0:43:20 Simulationsergebnis Diodenkennlinien 0:46:47 Lineare Darstellung der Simulationsergebnisse 0:48:6 Berechnung von Diodenspannungen 0:50:6 Lösung 0:54:16 RS Diskussion: Weglassen oder nicht? 0:55:46 10 fA, 1 mA 0:58:13 Ladungsspeicherung in der Sperrschicht 1:1:34 Ladungsspeicherung im Durchlassbereich 1:3:24 Auschalten einer Dioden 1:5:49 Reverse current der Diode beim Abschalten 1:8:4 Einschalten, ausschalten, ladungsträger 1:8:44 Diodengleichungen 1:9:48 0 |
|
|
Quelle: Vollrath Ein Strich markiert die Richtung. Man kann das Diodensymbol auf der Platine erkennen. Datenblatt 1N400x |
Quelle: Datrenblatt |
DC Simulation
|
\( I_D = I_S\left( e^{\frac{q (U - I_D * R_S )}{nkT}}-1\right) \) Quelle: Vollrath |
\( I = \frac{U}{R} = \frac{UOSC2 - UOSC1}{R1} \)
|
Messung | 1 | 2 | 3 | 4 |
VDiode | -2 V | 0.5 V | 1.4 V | 1.6 V |
IDiode | -0.3 nA | 11 uA | 400 mA | 600 mA |
Arbeitsbereich |
Vorwärtsbetrieb \( I_D = I_S \left( e^{\frac{q U}{n k T}} - 1 \right) \) Durchbruch \( U_D < BV \) \( I_D = - I_S \left( e^{- \frac{q (U+BV)}{n k T}} - 1 + \frac{q BV}{k T} \right) \) |
Quelle: Vollrath |
Netzliste (netlist) * \Elek3_WS2011\LTSPICE\Dioden_arten_01.asc D_Silicon N001 0 1N914 D_Shottky N001 0 MBR0520L D_Zener N001 0 BZX84C10L D_SiC N001 0 UPSC600 D_varactor N001 0 MV2201 D_LED N001 0 NSCW100 V1 N001 0 1 .model D D .lib c:\lib\cmp\standard.dio .dc V1 -2 4 0.1 .backanno .end Dioden fangen in der Netzliste mit dem Buchstaben D an. Es gibt eine Bibliothek (library) standard.dio mit Bauteileigenschaften. |
Quelle: Vollrath |
Silizium | Shottky | Zener | SiC | Varaktor | LED | Is (A) | 2.25n | 31.7u | 0.6n | 2p | 1.36p | 16.9n |
n | 1.752 | 0.78 | 1 | 1.5 | 1 | 6.79 |
Sperrschichtkapazität (Junction Capacitance)
\( Q_S = q A N_D x_n = - q A N_A x_p \) \( d_s = x_n + x_p \) \( C_{j0} \): Diodenkapazität bei 0V \( C_S = A \sqrt{\frac{q \epsilon_H N_A N_D}{2 (N_A+N_D)(U_D-U)}} = \frac{\epsilon_H A}{d_S} \) \( C_S = C_J = \frac{C_{J0}}{\sqrt{1-\frac{U}{U_D}}} \) |
|
Kontinuitätsgleichung \( \tau_D \frac{dI}{dt} = C_D \frac{dU}{dt} \) Diffusionskapazität \( C_D = \frac{d(Q_n+Q_p)}{dU} = \tau_D \frac{I}{U_T} \) |
|
SPICE Simulation td Aufladung der Diffusionskapazität Stationärer Strom I1 \( \tau_S = \tau_D ln\left( 1- \frac{I_1}{I_2} \right) \) tS Speicherzeit: Entladung der Diffusionskapazität tf Abfallzeit tf ~ CS(RV+RB) |
td Stromspitze Einschalten, ts konstanter Gegenstrom, tf Abfall des Gegenstroms |
|
|