Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PIN-Dioden miteinander vergleichen


von Dieter H (Gast)


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Hey Leute,
wir sollen 3 PIN-Dioden miteinander vergleichen. Vielleicht kann mir ja 
einer helfen, ich finde dazu nicht viel im Netz. Beim plotten sind mir 
ein paar Fragen eingefallen:

1. Woran liegt es, dass die Ströme beim Einschalten und Ausschalten 
unterschiedlich schwingen?

2. kann man die Schaltgeschwindigkeit einfach mit "schnelle Diode" 
begründen?


Vielen Dank!
VG
Dieter

von Dieter H (Gast)


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Achso, es geht um die Dioden:

BYT30PI-1000

30CPF0

FES16JT

VG

von Hp M. (nachtmix)


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Es wäre schön gewesen, wenn du die Datenblätter zu den Typen verlinkt 
hättest.
Wie kommst du auf das schmale Brett, dass diese Gleichrichter pin-Dioden 
seien?
Ausserdem sind pin-Dioden eher das Gegenteil von "schneller Schalter".


Dieter H schrieb:
> Beim plotten sind mir
> ein paar Fragen eingefallen:

Zeig mal deine Plots!

von Dieter H (Gast)


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hier

von Dieter H (Gast)


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die beiden letzten posts waren allesamt der einschaltvorgang

von Dieter H (Gast)


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und ketzt noch der ausschaltvorgang aller 3 dioden

von Dieter H (Gast)


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Hp M. schrieb:
> Es wäre schön gewesen, wenn du die Datenblätter zu den Typen
> verlinkt
> hättest.
> Wie kommst du auf das schmale Brett, dass diese Gleichrichter pin-Dioden
> seien?
> Ausserdem sind pin-Dioden eher das Gegenteil von "schneller Schalter".
>
> Dieter H schrieb:
>> Beim plotten sind mir
>> ein paar Fragen eingefallen:
>
> Zeig mal deine Plots!

hey Hp,

ist das Datenblatt überhaupt notwendig, wenn ich euch die Plots zeige?

Ich gehe davon aus, dass es pin-Dioden bzw. Leistungs-Dioden sind, weil 
die Veranstaltung Leistungselektronik heisst und dort (würde ich 
behaupten) nur pin-Dioden verwendet werden.
VG

von F. F. (foldi)


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Dieter H schrieb:
> ist das Datenblatt überhaupt notwendig

Finde ich schon und ebenfalls vom IGBT. Auch ein Schaltplan und Bild vom 
Aufbau ist nicht zu verachten.
Vielleicht erklärt sich der Stromverlauf dann etwas anders.
Auch die Plots finde ich zu klein. Denn auf den Bereich, auf den es 
ankommt, den kann man ja gar nicht deutlich genug sehen.

In Gleichrichtern (für Netzspannung) werden vorwiegend Siliziumdioden 
eingesetzt. 1N4001 - 1N4007.

PIN Dioden werden wohl häufig in der Hochfrequenz eingesetzt. Weiß ich 
aber nur vom Lesen, denn ich mache weder mit Hochfrequenz noch habe ich 
je welche davon benutzt.
Ein Beispiellink:
http://elektroniktutor.de/bauteilkunde/pindiode.html

: Bearbeitet durch User
von Helmut S. (helmuts)


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Das sind keine PIN-Dioden sondern nondern normale "fast (soft) recovery" 
Dioden. Eine PIN-Diode ist etwas ganz anderes.

Je nachdem wie schnell dund wie weich die Diode abschaltet ergibt sich 
untreschiedliches Überschwingen auf Grund der Induktivitäten der 
Schaltung und der Bauteile. Am besten wäre eine Diode die schnell(fast), 
weich(soft), kleine Kapazität und kleine Dzrchlassspannung hat.

: Bearbeitet durch User
von F. F. (foldi)


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Wenn schnelles Schalten in diesem Bereich gewünscht ist, dann nimmt man 
eine Schottky Diode.

von Dieter H (Gast)


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Kann man das so sagen: Je schneller die Diode, desto mehr Überschwingen, 
da die Stromsteigung am stärksten ist?

von Dieter H (Gast)


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F. F. schrieb:
> Dieter H schrieb:
>> ist das Datenblatt überhaupt notwendig
>
> Finde ich schon und ebenfalls vom IGBT. Auch ein Schaltplan und Bild vom
> Aufbau ist nicht zu verachten.
> Vielleicht erklärt sich der Stromverlauf dann etwas anders.
> Auch die Plots finde ich zu klein. Denn auf den Bereich, auf den es
> ankommt, den kann man ja gar nicht deutlich genug sehen.
>
> In Gleichrichtern (für Netzspannung) werden vorwiegend Siliziumdioden
> eingesetzt. 1N4001 - 1N4007.
>
> PIN Dioden werden wohl häufig in der Hochfrequenz eingesetzt. Weiß ich
> aber nur vom Lesen, denn ich mache weder mit Hochfrequenz noch habe ich
> je welche davon benutzt.
> Ein Beispiellink:
> http://elektroniktutor.de/bauteilkunde/pindiode.html

also der IGBT ist dieser:
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irg4p254s.pdf

von Dieter H (Gast)


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Und hier die Schaltung.

von F. F. (foldi)


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Dieter H schrieb:
> 1. Woran liegt es, dass die Ströme beim Einschalten und Ausschalten
> unterschiedlich schwingen?
Da bis jetzt keiner (der schlauer ist als ich und davon gibt es hier 
eine Menge Leute) bis jetzt geantwortet hat, will ich das mal versuchen.
Das liegt am Material, am Aufbau am Strom und an der Zeit.

Ich möchte das mit einem Ventil vergleichen. Drehst du das auf, so wird 
das Aufdrehen durch den Wasserdruck unterstützt und beim Zudrehen drehst 
du gegen den Wasserdruck und brauchst etwas länger.
Das Umladen des Gates braucht etwas länger, als das Laden.

>
> 2. kann man die Schaltgeschwindigkeit einfach mit "schnelle Diode"
> begründen?
Oder am langsamen IGBT.
Ich habe mir gerade die Datenblätter der Dioden angesehen und 
grundsätzlich kann man das sagen, da der IGBT viel langsamer ist als 
alle Dioden.
Ich hatte mal hier im Forum gefragt, warum bei einer Schottky Diode 
nicht die Trr angegben ist und müdes Gelächter geerntet.
Danach habe ich im Tietze und Schenk alles über Dioden nachgelesen.

Du hast ja hier nur ein einzigen Schaltpuls dargestellt und ich gehe mal 
davon aus, wenn es dort eine PWM zum schalten gibt, dann ist die nicht 
sehr schnell (was ja bei einem IGBT für bis zu 10kHz auch zu erwarten 
war) und die Dioden sind halt sehr schnell und haben so kaum Einfluss 
auf das Schaltverhalten des IGBT, bzw. auf den Stromverlauf bei diesem.

von Hp M. (nachtmix)


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Dieter H schrieb:
> Ich gehe davon aus, dass es pin-Dioden bzw. Leistungs-Dioden sind, weil
> die Veranstaltung Leistungselektronik heisst und dort (würde ich
> behaupten) nur pin-Dioden verwendet werden.

Warum möchtest du das behaupten?

von Peter R. (pnu)


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Hp M. schrieb:
> Es wäre schön gewesen, wenn du die Datenblätter zu den Typen verlinkt
> hättest.

stimmt.

> Wie kommst du auf das schmale Brett, dass diese Gleichrichter pin-Dioden
> seien?

Leistungsdioden haben einen Dreischicht-Aufbau mit der Folge PSN ( p- 
schwach dotiert-n ), unterscheiden sich also zu PIN-Dioden im Grad der 
Reinheit der mittleren Schicht (intrinsic = nur selbstleitend).

Bei I-Material ist deshalb die Lebensdauer der Ladungsträger noch etwas 
höher als die bei diffundierten PSN-Dioden.

Im elektrischen Verhalten besteht der Unterschied darin, dass man bei 
PIN die mittlere Schicht als steuerbaren Widerstand für HF nutzt. Ihre 
Leitfähigkit wird durch einen überlagerten Gleichstrom gesteuert. Wegen 
der hohen Lebensdauer der Ladungsträger hat die Diode keine 
Gleichrichtungswirkung bezüglich der HF und folgt den Änderungen des 
Steuerstroms relativ langsam.

Bei PSN-Dioden nutzt man die S-Zone dazu, eine hohe Sperrspannung zu 
erreichen. Da ist die hohe Lebensdauer der Ladungsträger eher 
unerwünscht.


> Ausserdem sind pin-Dioden eher das Gegenteil von "schneller Schalter".

stimmt.

: Bearbeitet durch User
von F. F. (foldi)


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Peter R. schrieb:
>> Ausserdem sind pin-Dioden eher das Gegenteil von "schneller Schalter".
>
> stimmt.

Deshalb hatte ich schon weiter oben etwas mit diesem Inhalt verlinkt:

"Bei Frequenzen oberhalb 10 MHz verliert die PIN-Diode ihre Eigenschaft 
als Gleichrichter. Sie verhält sich dort wie ein steuerbarer 
Wirkwiderstand."

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