Dioder og IV-kurver

[kyrsjo]

Hei!

 

Er det noen her som har peiling på slikt? Lurer på hva som egentlig skjer når man kjører på med revers-bias på en diode (spenning i sperreretning), spesiellt mtp. lekkasjestrøm. Jeg har en del reelle data som jeg ikke helt forstår, men om ingen rekker opp hånden, så er det liten vits å bruke tid på å lage presentable kurver etc.

[kjartana]

Hei!

 

Er det noen her som har peiling på slikt? Lurer på hva som egentlig skjer når man kjører på med revers-bias på en diode (spenning i sperreretning), spesiellt mtp. lekkasjestrøm. Jeg har en del reelle data som jeg ikke helt forstår, men om ingen rekker opp hånden, så er det liten vits å bruke tid på å lage presentable kurver etc.

 

Kjører du på med tilstrekkelig reverse-bias så vil du når du passerer PIV (Peak Inverse Voltage) få sammenbrudd/ras og store strømmer i returen. Noe som normalt ødelegger dioden.

Du vil se på de ulike karakteristikkene til en diode hvilke verdier det er på normal revers strøm. Og hva som skal til for å bryte sammen.

[kyrsjo]

Jeg kjørte på fredag en komersiell diode opp til 500 V revers, og den brøyt ikke sammen (som i reverse breakdown), men den gikk i stykker (senere runs, både forrover og bakover, gav I =~0, uansett påtrykt spenning. Legger ved plott av første run'et:

 

Hva er det egentlig som skjer her? Etter en kort stund begynner den å oppføre seg som en (veldig veldig høyohmig) resistor, men bryter aldri sammen. Seinere runs gir derimot ca. null spenning uansett?!?

 

Har også et sett med eksperimentelle PN-overganger, som oppfører seg mildt sagt rart under revers bias - først øker strømmen ~logaritmisk, og siden går den eksponentsielt (med konstant ln(-I(-V))) . Etter en stund begynner ln(-I(-V)) i seg selv også å øke.

 

Dette stemmer ikke med noen av de teoretiske kurvene jeg har sett - noen idé? Finnes det noen andre modeller enn shockley

( I(V) = I_0 (exp(qV/kT) - 1) ) ?

[kjartana]

Jeg kjørte på fredag en komersiell diode opp til 500 V revers, og den brøyt ikke sammen (som i reverse breakdown), men den gikk i stykker (senere runs, både forrover og bakover, gav I =~0, uansett påtrykt spenning. Legger ved plott av første run'et:

 

Hva er det egentlig som skjer her? Etter en kort stund begynner den å oppføre seg som en (veldig veldig høyohmig) resistor, men bryter aldri sammen. Seinere runs gir derimot ca. null spenning uansett?!?

 

Har også et sett med eksperimentelle PN-overganger, som oppfører seg mildt sagt rart under revers bias - først øker strømmen ~logaritmisk, og siden går den eksponentsielt (med konstant ln(-I(-V))) . Etter en stund begynner ln(-I(-V)) i seg selv også å øke.

 

Dette stemmer ikke med noen av de teoretiske kurvene jeg har sett - noen idé? Finnes det noen andre modeller enn shockley

( I(V) = I_0 (exp(qV/kT) - 1) ) ?

 

Shockley-modellen simulerer ikke en diodes reverse breakdown etter at man bryter forbi PIV (her er det mulig jeg husker feil).

Hvilken kommersiell diode testet du med? Normalt vil man forvente en nokså flat I-kurve inntil ledespenning i Forward Bias, mens en i Reverse bias har en betydelig lengre flat kurve (gjerne inntil minst 50V eller -50V om du vil). Etter at man passerer PIV så går I-kurven rakt i været (eller til bånns om du måler den veien). I Reverse bias vil normalt lekasjestrømmen være i størrelsesorden godt under 100 mikroAmp før du når PIV.

[kjartana]

Roughly slik ville vi forvente kurven:

 

 

Positiv I starter å øke sterkt etter ca 0,2-0,7V mens negativ I vil øke sterkt etter -50V (veldig diodespesifikt)

[kyrsjo]

Glemte å sjekke hva den heter, skal prøve å få gjor det i morgen (poster da også bilde).

 

Vet at det du viser over er den teoretiske kurven å få (men hvordan ser den ut om man dropper V > 0 og V < V_{reverse breakdown}. Om du ser på enhetene på I-aksen, ser du at den er av størrelsesorden ~10 nA. Om du ser, kommer vi faktisk aldri i reverse breakdown (på tross av V -> -500 V...).

 

En jeg jobber sammen med foreslo at "resistor-effekten" kan skyldes krypstrøm på overflaten av dioden eller i teipbiten jeg brukte for å holde den fast med i testoppsettet. Men likevel gikk dioden i stykker - noe jeg synes er en smule merkelig...