Forum

Hallo zusammen,

als ich neulich an der Uni die Kennlinien von Halbleiterdioden messen sollte, kam etwas verwirrendes heraus: Die Kennlinien waren in x-(U-) und y-(I-)Richtung verschoben.
Ich habe die Diagramme in den Anhang gepackt.

Schaltung: Ein Frequenzgenerator diente als Spannungsquelle, es waren ein Widerstand (1000 Ohm) und eine Diode (wahlweise Si, Ge oder Zener-Diode) in Reihe geschaltet.

Es wurden die Spannung am Widerstand (=Strom) und die Spannung an der Diode gemessen (digital mit dem PC, die Messdaten wurden in eine Excel-Tabelle geschrieben, ca. 30.000 Messwerte)

Eigentlich sollte die Diode ja nur in eine Richtung Strom fließen lassen, allerdings tut sie das auch z.T. in die andere, sodass (wie im Bild erkennbar) die Kennlinie um ca. 2V bzw. 2mA nach unten verschoben ist. Weiterhin ist die Schwellspannung mit ca. 2,8V bei Silizium zu hoch.

Ich habe leider keine Ahnung, warum die Werte so sind und wäre froh, wenn mir jemand erklären könnte, warum das so ist bzw. was mögliche Fehler sind.
Weiterhin würde ich gerne wissen, wie ich aus diesen Werten die richtige Schwellspannung ablesen kann.

Vielen Dank schon im Voraus.

Grüße

Chris

PS: Das erste Digramm wurde mit einer Silizium-Diode erstellt. Diese Messwerte wurden zur Erstellung der Kennlinie von Silizium verwendet.


http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20120516171220.pdf

Vermutlich war das Scope auf AC Kopplung gestellt.

» Ich habe leider keine Ahnung, warum die Werte so sind und wäre froh, wenn
» mir jemand erklären könnte, warum das so ist bzw. was mögliche Fehler
» sind.

Du musst, wenn es ein Oszilloskop ist, die Eingänge auf DC stellen.
Ob so ein PC nur AC kann, weiß ich nicht.

Hallo,
seh ich auch so, daß das Problem in der AC-Kopplung liegt. Soundkarten können nur AC...wenn er ne vernünftige AD-Karte hat, sollte es kein Problem sein...
Hartwig

» » Ich habe leider keine Ahnung, warum die Werte so sind und wäre froh,
» wenn
» » mir jemand erklären könnte, warum das so ist bzw. was mögliche Fehler
» » sind.
»
» Du musst, wenn es ein Oszilloskop ist, die Eingänge auf DC stellen.
» Ob so ein PC nur AC kann, weiß ich nicht.

Hi,

danke für eure Antworten.
War mein erster Versuch, ich weiß leider nicht was "Scope" bedeutet.

Der Frequenzgenerator liefert aber Wechselstrom, warum muss ich das Oszilloskop dann auf DC stellen?
Das war so ein digitales Oszilloskop, welches man über USB an den PC anschließt und über Software ein Bild bekommt.

Was hätte das als Auswirkung auf meine Messwerte wenn ich die falsche Einstellung gewählt hab?
Bin Physiker und muss da ne Seite drüber schreiben ;-(

Besten Dank nochmal und Grüße

Chris

PS: Bei Messungen mit einem Kondensator statt Diode wurde die gleiche Einstellung verwendet und es kamen sehr gute Ergebnisse raus ...

» Bin Physiker
» Chris

Du willst einer werden.

» Ich weiß leider nicht was "Scope" bedeutet.

Oszilloskop.

»
» Der Frequenzgenerator liefert aber Wechselstrom, warum muss ich das
» Oszilloskop dann auf DC stellen?
» Das war so ein digitales Oszilloskop, welches man über USB an den PC
» anschließt und über Software ein Bild bekommt.
»
» Was hätte das als Auswirkung auf meine Messwerte wenn ich die falsche
» Einstellung gewählt hab?

Wenn der Eingang auf AC steht, wird jeglicher DC-anteil herausgefiltert und für den AC-Anteil bildet sich ein mittelwert als Nullpunkt. Deshalb sind deine Kurven verschoben dargestellt.

» PS: Bei Messungen mit einem Kondensator statt Diode wurde die gleiche
» Einstellung verwendet und es kamen sehr gute Ergebnisse raus ...

Da ist ja auch kein DC-Anteil dabei.

» Wenn der Eingang auf AC steht, wird jeglicher DC-anteil herausgefiltert
» und für den AC-Anteil bildet sich ein mittelwert als Nullpunkt. Deshalb
» sind deine Kurven verschoben dargestellt.

Aaah, das Leuchtet ein. D.h. ich könnte meine Werte retten, indem ich sie wieder um diesen Mittwlwert verschiebe. Werde es gleich ausprobieren.
Besten Dank!

» » Wenn der Eingang auf AC steht, wird jeglicher DC-anteil herausgefiltert
» » und für den AC-Anteil bildet sich ein mittelwert als Nullpunkt. Deshalb
» » sind deine Kurven verschoben dargestellt.
»
» Aaah, das Leuchtet ein. D.h. ich könnte meine Werte retten, indem ich sie
» wieder um diesen Mittwlwert verschiebe. Werde es gleich ausprobieren.
» Besten Dank!

Da bist du ja doch ein Physiker, und Mathematiker dazu, wenn du in der Lage bist, den Mittelwert zu ermitteln, um die Kurven hinzuschieben.

Hallo,
vielleicht ist er ja auch einfach nur ein Zauberer - wäre natürlich toll, wenn er uns verraten könnte, wie er das dann hinbekommen hat. Auch wenn der Mittelwert so heisst ...
Grüsse
Hartwig

» Hallo,
» vielleicht ist er ja auch einfach nur ein Zauberer - wäre natürlich
» toll, wenn er uns verraten könnte, wie er das dann hinbekommen hat. Auch
» wenn der Mittelwert so heisst ...
» Grüsse
» Hartwig

Ist doch ganz einfach.
Er schaut ins Datenblatt der Diode und bugsiert die Kurve so hin, dass sie passt!

» vielleicht ist er ja auch einfach nur ein Zauberer - wäre natürlich
» toll, wenn er uns verraten könnte, wie er das dann hinbekommen hat. Auch
» wenn der Mittelwert so heisst ...

Hi,

da eine Sinusspannung anliegt und die Schnittpunkte des Sinus mit der x-Achse äquidistant verteilt sind hab ich mit der Pi*Daumen-Methode meine ursprüngliche x-Achse ausgemacht und die Werte alle um den Differenzwert veschoben.
Resultat: Der Strom ist unterhalb der Schwellspannung wie erwartet 0 und die Schwellspannung selbst liegt mit ca. 1V nicht mehr sooo sehr daneben
Kann man sicher auch mathematisch berechnen wenn man will, aber wie gesagt, ich bin (oder möchte werden) Physiker

Danke euch und viele Grüße

Chris

PS: Das Datenblatt der Diode ist mir leider nicht zugänglich

» » vielleicht ist er ja auch einfach nur ein Zauberer - wäre natürlich
» » toll, wenn er uns verraten könnte, wie er das dann hinbekommen hat.
» Auch
» » wenn der Mittelwert so heisst ...
»
» Hi,
»
» da eine Sinusspannung anliegt und die Schnittpunkte des Sinus mit der
» x-Achse äquidistant verteilt sind hab ich mit der Pi*Daumen-Methode meine
» ursprüngliche x-Achse ausgemacht und die Werte alle um den Differenzwert
» veschoben.
» Resultat: Der Strom ist unterhalb der Schwellspannung wie erwartet 0 und
» die Schwellspannung selbst liegt mit ca. 1V nicht mehr sooo sehr daneben
»
» Kann man sicher auch mathematisch berechnen wenn man will, aber wie
» gesagt, ich bin (oder möchte werden) Physiker
»
» Danke euch und viele Grüße
»
» Chris
»
» PS: Das Datenblatt der Diode ist mir leider nicht zugänglich

Auch wenn ich das Wort äquidistant, mir erst bei Wikipedia zugänglich machen musste, sieht mir dein Verfahren sehr nach Bugsieren aus.
Bei kleiner gleich 6mA, 1V Flussspannung, ist für eine Diode schon recht viel.

» die Schwellspannung selbst liegt mit ca. 1V nicht mehr sooo sehr daneben

Aber genug, um die Messung in die Tonne zu kloppen.
Was spricht dagegen, die Messung nochmals sauber zu machen?

» PS: Das Datenblatt der Diode ist mir leider nicht zugänglich

Aber du weisst, was das für eine Diode ist? Oder du kannst ein Foto hier reinstellen? Und per Suchfunktion findet man im Internet auch das Datenblatt. Suche nach "<typ> datssheet" natürlich nicht "<typ>" wörtlich eingeben, sondern dafür den Typ der diode eingeben, z.B. 1N4148 oder 1N4001 o.ä. Aber die Spannung bzw der Knick sollte schon bei ca 0,5..0,7V liegen.

hws

» Schwellspannung

William B. Shockley hat sich gerade im Grab rumgedreht!


» ich bin (oder möchte werden) Physiker

Ah, du beliebst zu scherzen.

» War mein erster Versuch, ich weiß leider nicht was "Scope" bedeutet.

Hallo,

dafür gibt es google, das herauszufinden

»
» Der Frequenzgenerator liefert aber Wechselstrom, warum muss ich das
» Oszilloskop dann auf DC stellen?

Weil Du die Kennlinie eines Gleichrichters darstellen willst?

» Was hätte das als Auswirkung auf meine Messwerte wenn ich die falsche
» Einstellung gewählt hab?

Na, warum wohl hast Du hier gefragt?

» Bin Physiker

Tja, jeder hat so seine dunkle Seite... aber solange Du nicht versuchst, eine Diplomarbeit zu schreiben, kann alles noch gut werden

Gruß Gerd

--
Ein Tröpfchen Öl von Zeit zu Zeit
trägt vieles bei zur Haltbarkeit!

I got 14 channels of shit in the TV.... Pink Floyd