Shockley-Gleichung

[juergen (Gast)]

Guten Tag.

Vielleicht kennt sich jemand hier mit Halbleiterphysik aus?
Über die Google-Suche konnte ich leider keine Antwort finden.

Bei der Ableitung der Shockley-Gleichung bezieht man sich immer wieder 
nur auf Siliziumdioden.

Aber wie ist diese bekannte Formel zu verstehen bei Germaniumdioden?
Der Kennlinienknick sieht dort ja ganz anders aus! Die Kennlinie 
verläuft eher rundlich und die Durchlaßspannung beginnt schon wesentlich 
früher
bei etwa 0,3V. Wie für Germanium die Formel aussieht, welche Parameter 
anders sind, darauf wird nicht weiter eingegangen. Ich kann mir nicht 
vorstellen, daß lediglich ein anderer Faktor vor der e-Funktion oder ein 
Multiplikator im Exponenten diesen ganz anderen Kurvenverlauf 
verursacht.

Was bewirkt diesen völlig anderen Kurvenverlauf bei Ge?


MfG

[Wolfgang (Gast)]

juergen schrieb:
> Aber wie ist diese bekannte Formel zu verstehen bei Germaniumdioden?

Genauso, nur mit anderen Zahlen.
Das Modell zur Beschreibung der Kennlinie wurde anhand von 
Germaniumdioden entwickelt.
Theory and Experiment for a Germanium p−n Junction
F. S. Goucher, G. L. Pearson, M. Sparks, G. K. Teal, and W. Shockley
Phys. Rev. 81, 637 – Published 15 February 1951
https://de.wikipedia.org/wiki/Shockley-Gleichung#cite_note-1

[hinz (Gast)]

juergen schrieb:
> Kennlinienknick

Die Kennlinie hat keinen Knick!

[Alexander S. (alesi)]

juergen schrieb:
> Der Kennlinienknick sieht dort ja ganz anders aus!

Es gibt keinen eindeutig definierten Knick. Die Steigung macht nirgendwo 
einen Sprung. Der "Knick" ist eine Täuschung, je nach Skalierung der 
y-Achse scheint er woanders zu liegen. Wenn man eine Stromschwelle 
willkürlich vorgibt, z.B. 1 mA, kann man eine Schwellspannung festlegen.

[Dieter (Gast)]

Y-Achse logarithmisch skalieren, dann sieht man es im Vergleich zir 
linearen Achse.

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Die Shockley-Gleichung enthält zwei Parameter (I_S und n) an denen du
drehen kannst. Das Diagramm im Anhang zeigt ein paar Beispiele dafür,
wie damit die Kennlinie variiert werden kann.

Ein weiterer wichtiger Parameter ist der Bahnwiderstand, der aber in der
Shockley-Gleichung nicht berücksichtigt wird. Er führt dazu, dass sich
die Kennlinie für höhere Ströme asymptotisch einer Geraden annähert.
Dieser Effekt lässt sich vor allem bei LEDs beobachten, da diese einen –
im Vergleich zu Si-Dioden mit gleichem Nennstrom – hohen Bahnwiderstand
aufweisen.

[juergen (Gast)]

Vielen Dank für die Beiträge.
Mir ist jetzt einiges klarer geworden.
Meine Frage ist damit beantwortet.


MfG  Jürgen

[Harald W. (wilhelms)]

Yalu X. schrieb:

> Ein weiterer wichtiger Parameter ist der Bahnwiderstand, der aber in der
> Shockley-Gleichung nicht berücksichtigt wird. Er führt dazu, dass sich
> die Kennlinie für höhere Ströme asymptotisch einer Geraden annähert.
> Dieser Effekt lässt sich vor allem bei LEDs beobachten, da diese einen –
> im Vergleich zu Si-Dioden mit gleichem Nennstrom – hohen Bahnwiderstand
> aufweisen.

M.W. ist auch bei Germaniumdioden der Bahnwiderstand grösser als bei
Silizium, was die Rundung erklärt. Die kleinere Durchlassspannung
ergibt sich allein durch den kleineren Bandabstand von Ge.

[juergen (Gast)]

Ja! Jetzt ist alles klar. Der erhöhte Bahnwiderstand!
Das wird mit ein Grund sein für die Ausformung der Rundung.
Selber bin ich nicht drauf gekommen.
Schön, daß das jetzt geklärt ist.

MfG Jürgen