Schaltungstechnik

2.2 Vorgehensweise bei der Schaltungsanalyse 75
20mA
I D
15mA
10mA
5mA
0A
0s 4ns 8ns 12ns 16ns
Bild 2.2-39: Kapazitiver Strom einer Diode in Sperrrichtung bei Anlegen einer Rampenspannung
von 20V/20ns; 1mA entspricht 1pF Sperrschichtkapazität
Diode mit Diffusionskapazität: Im Flussbereich wirkt eine verzögerte Stromkomponente
(Bild 2.2-29). Sie beschreibt die Trägheit der Minoritätsladungsträger
im Flussbereich. Daraus abgeleitet ergibt sich die Diffusionskapazität CD diD duD TT = C
dt
D ;
dt
diD TT
CD = TT =
----duD
rD A im Arbeitspunkt I
D
(2.2-12)
Dabei ist r D der differenzielle Widerstand der Diode im Arbeitspunkt nach Gl.
(2.2-6). Wird die Diode in den Flussbereich ausgesteuert, so wird der pn-Übergang
mit frei beweglichen Ladungsträgern besetzt, die Raumladungszone wird abgebaut.
Beim Umschalten in den Sperrbereich müssen die überschüssigen beweglichen
Ladungsträger aus dem pn-Übergang abgeführt werden, um wiederum eine von
beweglichen Ladungsträgern freie Raumladungszone aufzubauen. Dazu ist ein
Ausräumstrom erforderlich. Es macht sich ein Speichereffekt bemerkbar, der durch
den Parameter TT charakterisiert wird. Eine Testschaltung soll den Parameter TT
erläutern (siehe Bild 2.2-40). Bei Ansteuerung mit einem Rechteckimpuls wird bei
positiver Signalamplitude (5,7V) die Diode in den Flussbereich ausgesteuert. Es
fließt ein Strom von ca. 5mA. Nach Umschaltung der Signalspannung auf 0V bleibt
die Diode in Flussrichtung, solange nicht die überflüssigen Ladungsträger aus dem
pn-Übergang ausgeräumt sind (Speicherzeit). Es fließt ein Ausräumstrom von ca.
0,7mA. Erst wenn eine von beweglichen Ladungsträgern freie Raumladungszone