Schaltungstechnik

70 2 Entwicklungs- und Analysemethodik
-0nA
ID -2nA
-4nA
-6nA
-8nA
Durchbruchbereich
Sperrbereich
-10nA
-24V -16V -8V 0V
Bild 2.2-32: Kennlinie einer Diode im Sperrbereich mit Durchbrucheffekt
Idealtypische Diode: Der idealtypische Diodenstrom mit den Parametern IS
und N ist definiert durch:
UD kT
I UT = -----
D = IS exp-------------- – 1
;
(2.2-3)
N U
T
e
UT ist die Temperaturspannung, sie beträgt bei T = 300K ca. 26mV; k ist die Boltzmannkonstante
und e die Elementarladung. Für die Temperaturabhängigkeit des
Transportsättigungssperrstroms IS gilt näherungsweise:
mit den zusätzlichen Parametern T0, XTI und EG (Bandabstand). Der Transportsättigungssperrstrom
IS beträgt bei Silicium bei Normaltemperatur ca. 10 -15 T XTI N
IST IS -----
T o
A. Im
Arbeitspunkt im Flussbereich lässt sich die Kennlinie linearisieren (siehe Bild 2.2-
33):
EG 1– To T
=
exp---------------------------------------
N k T
(2.2-4)
o
ID =
A ID + ID ; ID = UD rD wobei rD der differenzielle Widerstand im Arbeitspunkt ist.
(2.2-5)
A rD =
UT ID ; UT = kT e = 26mV
(2.2-6)
Normaltemperatur
Der differenzielle Widerstand rD im Arbeitspunkt im Flussbereich stellt insbesondere
bei der AC-Analyse einen Ersatzwiderstand für die idealtypische Diode dar.
Beträgt der Strom im Arbeitspunkt beispielsweise 1mA, so ist der differenzielle
Widerstand rD = 26.