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bauteil:dioden [2024/08/01 14:43] – [Integrierte Ideale] moussabauteil:dioden [2024/08/06 08:02] (current) – [Transistoren als bessere Diode] moussa
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 Wenn die Anwendung nach einer möglichst ideale Diode mit möglichst verschwindendem Leckstrom verlangt, haben JFETs und manche bipolaren Transistoren die besseren Karten als "echte" Dioden. Die üblichen Silizium-Dioden lassen bei Raumtemperatur etwa 5 µA in Sperrrichtung durch. Das steigt bei 100 °C auf immerhin 500 µA an. Der PN-Übergang zwischen Basis und Kollektor bei den meisten bipolaren Kleinsignal-Transistoren liegt dagegen bei 5 nA bei Raumtemperatur.  Wenn die Anwendung nach einer möglichst ideale Diode mit möglichst verschwindendem Leckstrom verlangt, haben JFETs und manche bipolaren Transistoren die besseren Karten als "echte" Dioden. Die üblichen Silizium-Dioden lassen bei Raumtemperatur etwa 5 µA in Sperrrichtung durch. Das steigt bei 100 °C auf immerhin 500 µA an. Der PN-Übergang zwischen Basis und Kollektor bei den meisten bipolaren Kleinsignal-Transistoren liegt dagegen bei 5 nA bei Raumtemperatur. 
  
-Bei JFETs liegt zwischen Gate und Source ebenfalls ein PN-Übergang. Der lässt bei vielen Modellen einen Leckstrom von 1 nA durch. Bei dem auf besonders niedrigen Leckstrom optimierten Modell [[http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/vishay/70239.pdf|2N4117]] sind es sogar nur 0.1 pA. Leider wird dieser spezielle Transistor nicht mehr hergestellt und man bezahlt für Einzelstücke aus Restbeständen Seltenheitspreise von 7 EUR und mehr. Die nächste Annäherung aus laufender Produktion ist der JFET {{:bauteil:datenblaetter:fairchild_semiconductor_mmbd1703.pdf|MMBF4117}}, bei dem immerhin nur 2 pA Leckstrom im Datenblatt angegeben sind.+Bei JFETs liegt zwischen Gate und Source ebenfalls ein PN-Übergang. Der lässt bei vielen Modellen einen Leckstrom von 1 nA durch. Bei dem auf besonders niedrigen Leckstrom optimierten Modell {{ :bauteil:datenblaetter:2N4117.pdf |2N4117}} sind es sogar nur 0.1 pA. Leider wird dieser spezielle Transistor nicht mehr hergestellt und man bezahlt für Einzelstücke aus Restbeständen Seltenheitspreise von 7 EUR und mehr. Die nächste Annäherung aus laufender Produktion ist der JFET {{:bauteil:datenblaetter:fairchild_semiconductor_mmbd1703.pdf|MMBF4117}}, bei dem immerhin nur 2 pA Leckstrom im Datenblatt angegeben sind.
  
 Der NPN-Transistor {{ :bauteil:datenblaetter:2N3903-D.pdf |2N3904}} wird ebenfalls zum Einsatz als Diode mit besonders geringem Leckstrom empfohlen. Da bei ihm der PN-Übergang kleiner als bei regulären Dioden ist, ist er für hohe Frequenzen (> 100 kHz) die bessere Wahl. Ansonsten ist es ein recht populärer Klassiker, der von mehreren Herstellern angeboten wird. In der englischen Wikipedia gibt es zu diesem Transistor [[WP>2N904|einen eigenen Artikel]]. Der NPN-Transistor {{ :bauteil:datenblaetter:2N3903-D.pdf |2N3904}} wird ebenfalls zum Einsatz als Diode mit besonders geringem Leckstrom empfohlen. Da bei ihm der PN-Übergang kleiner als bei regulären Dioden ist, ist er für hohe Frequenzen (> 100 kHz) die bessere Wahl. Ansonsten ist es ein recht populärer Klassiker, der von mehreren Herstellern angeboten wird. In der englischen Wikipedia gibt es zu diesem Transistor [[WP>2N904|einen eigenen Artikel]].
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 Ideale Dioden sind auch als integrierte Bauteile erhältlich. Wobei diese Produkte meist auf den Einsatz in der Energieversorgung von digitalen Geräten ausgerichtet sind. Sie werden unter Bezeichnung "Hot-Swap-Controller" angeboten. Damit sind Vorkehrungen gemeint, die es erlauben, Geräte ohne weitere Vorsichtsmaßnahmen an verschiedene Energiequellen anzuschließen -- etwa USB, oder Akku. Häufig sind diese Komponenten mit Zusatzfunktionen ausgestattet, die in diesem Anwendungsfeld nützlich sind. Dieser Produktbereich ist durch viele Spezialkomponenten bestimmt. Was für eine Anwendung genau passt, kann bei der nächsten schon wieder völlig ungeeignet sein. Ideale Dioden sind auch als integrierte Bauteile erhältlich. Wobei diese Produkte meist auf den Einsatz in der Energieversorgung von digitalen Geräten ausgerichtet sind. Sie werden unter Bezeichnung "Hot-Swap-Controller" angeboten. Damit sind Vorkehrungen gemeint, die es erlauben, Geräte ohne weitere Vorsichtsmaßnahmen an verschiedene Energiequellen anzuschließen -- etwa USB, oder Akku. Häufig sind diese Komponenten mit Zusatzfunktionen ausgestattet, die in diesem Anwendungsfeld nützlich sind. Dieser Produktbereich ist durch viele Spezialkomponenten bestimmt. Was für eine Anwendung genau passt, kann bei der nächsten schon wieder völlig ungeeignet sein.
  
-Ein Beispiel ist {{ :bauteil:datenblaetter:4411fa.pdf |LTC4411}}. Dieses Bauteil nimmt mit der Bauform SOT23-5 wenig Raum auf der Leiterplatte ein und kann immerhin 2.6 A in durchleiten. Wobei bis 0.5 A der Spannungsabfall unter 0.1 Ω bleibt. Der Einsatz ist allerdings auf die im digitalen Bereich üblichen Betriebsspannungen zwischen +2.6 V und +5.5 V beschränkt. Anders als bei "echten" Dioden ist ein Einsatz für negative Spannungen nicht möglich. Außerdem kann der Preis von etwa 5 € einschließlich Mehrwertsteuer bei Kleinmengen ein Argument gegen den Einsatz sein.+Ein Beispiel ist [[http://www.linear.com/product/LTC4411|LTC4411]] ({{ :bauteil:datenblaetter:4411fa.pdf |Datenblatt}}). Dieses Bauteil nimmt mit der Bauform SOT23-5 wenig Raum auf der Leiterplatte ein und kann immerhin 2.6 A in durchleiten. Wobei bis 0.5 A der Spannungsabfall unter 0.1 Ω bleibt. Der Einsatz ist allerdings auf die im digitalen Bereich üblichen Betriebsspannungen zwischen +2.6 V und +5.5 V beschränkt. Anders als bei "echten" Dioden ist ein Einsatz für negative Spannungen nicht möglich. Außerdem kann der Preis von etwa 5 € einschließlich Mehrwertsteuer bei Kleinmengen ein Argument gegen den Einsatz sein.