Diode - Berechnung von Ud

[Broesel]

Hallo zusammen,

ich hoffe, Ihr könnt mir weiterhelfen. Bin schon am verzweifeln, komme einfach nicht auf das Ergebnis von unserem Professor. Hier die Aufgabe:

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Eine Halbleiterdiode hat einen Sperrsättigungsstrom Is = 10^-12 A und wird bei einerTemperatur T = 80°C betrieben.
Ermitteln Sie die Spannung über der Diode (Ud), wenn ein Strom Id = 100 mA fließt.

Lösung: Ud = 0,693 V
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Habe als erstes die Temperaturspannung Ut = 30.4mV errechnet, was ja mit Hilfe der Boltzmann-Konstante und der Elementarladung kein Problem ist.

Stellt man die Gleichung Id = Is* [e^( Ud-Id*Rb/Ut)-1] nach Ud um, erhält man Ud=Id*Rb+Ut*ln(Id/Is - 1).

Nun habe ich jedoch noch eine zweite Unbekannte in der Gleichung. Nämlich Rb, der Bahnwiderstand der Diode. Wie kann dieser mit o.g. Aufgabenstellung berechnet werden, um auf das gegebene Ergebnis zu kommen?!

Bitte bringt mir endlich die Erleuchtung.

Danke & Grüße
Uwe

 

[Isabell]

AW: Diode - Berechnung von Ud

Lösung: Ud = 0,693 V

Hallo Uwe,
ich bekomme 758mV raus bei Rd = 0. Und der Rd kann ja wohl nicht negativ werden. Die üblichen Si-Dioden geben meist 850mV..1000mV bei 100mA an. Selbst wenn ich die 100..120mV (2mV/°) für die 80°C abziehe, bin ich immer noch zu hoch.

 

[Broesel]

AW: Diode - Berechnung von Ud

Hallo Isabell,

danke für Deine Hilfe. Habe auch den Bahnwiderstand Rb=0 gesetzt und erhalte somit für Ud=0.769mV heraus > über [Ud=Id*Rb+Ut*ln(Id/Is - 1)].

Stimme Dir zu, dass der Rb nicht negativ sein kann. Aber vielleicht stimmt unser Denkansatz nicht? Ein Professor wird sich doch bei der Lösungsvorgabe nicht irren, oder?!

Grüße aus Dresden,
Uwe

 

[Broesel]

AW: Diode - Berechnung von Ud

Hallo Isabell,

nochmal ich

Habe ausgehend von Rb=0 mal die Temperaturspannung Ut und dann Temperatur in K errechnet, wo Ud=0,693 V wäre. Komme so auf 44,4°C (317,6K).

Somit immer noch Fragezeichen auf meiner Stirn

Grüße aus Dresden,
Uwe

 

[MartinRo]

AW: Diode - Berechnung von Ud

Hallo,


Bei der Ausgangsformel stimmt die Klammersetzung nicht.

Richtig ist aus meiner Sicht:
[tex]I_{d}=I_{s}*(e^{\frac{U_{d}-I_{d}*R_{b} }{U_{t} } }\ -1)[/tex]

Wie Isabell, setze ich auch Rb auf 0, weil er nicht gegeben.
[tex]U_{d} = ln(\frac{I_{d} }{I_{s} } +1)*U_{t} [/tex]
Werte in die Formel eingesetzt=699,9mV.

Isi, ich denke es ist eine Interpretationssache von Is (10^12). Kann es sein, dass Du mit 1pA für Is gerechnet hast?
Ich vermute jedoch, dass Is 10pA.

Gruß

Rossi

 

[Broesel]

AW: Diode - Berechnung von Ud

Hallo MartinRo,

auch Dir danke für Deinen Input. Kann Dein Ergebnis jedoch nicht genau nachvollziehen. Scheinbar hast Du für Is= 10pA eingesetzt. Nach Aufgabenstellung sind es jedoch Is = 10^-12 (1pA).

Somit wäre Ud= 769mV, oder?!

Grüße,
Uwe

 

[MartinRo]

AW: Diode - Berechnung von Ud

Hallo,

ja, ich habe mit 10*10^-12 also 10pA gerechnet.

Einzige Unbekannte ist Rb und wie Isi bereits gesagt hat, kann Rb nicht negativ sein.

Deshalb bin ich immer noch unsicher bei der Interpretation von Is!

Gruß

Rossi

 

[Isabell]

AW: Diode - Berechnung von Ud

ja, ich habe mit 10*10^-12 also 10pA gerechnet.

Ja, Martin, wenn er mit Is = 10E-12 gerechnet hat. Der Wert erscheint mir auch plausibler. So können wir also nur warten, was der Herr Prof. sagen wird.