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Dampfradioforum • Thema anzeigen - Sperrdurchbruch 1N4001

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 Betreff des Beitrags: Sperrdurchbruch 1N4001
BeitragVerfasst: So Jun 09, 2024 9:06 
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Hallo,

hat schon mal jemand die Sperrkennlinie einer 1N4001 aufgenommen (SY360/05 geht auch)?

MfG
Munzel


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 Betreff des Beitrags: Re: Sperrdurchbruch 1N4001
BeitragVerfasst: So Jun 09, 2024 10:00 
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Munzel hat geschrieben:
... Sperrkennlinie einer 1N4001 aufgenommen (SY360/05 geht auch)?...

Das ist ein normaler Lawinendurchbruch wie bei einer Z-Diode. Die Spannung liegt irgendwo zwischen 70 V und 1500 V.

Vor Jahrzehnten habe ich mal die U/I-Kennlinie einer 1N4007 mit einem analogen Curve Tracer angeschaut. Die brach bei ca. 1300 V durch.

Das Bild der Sperrkennlinie stammt von Fairchild aus dem Jahr 2003.

Dateianhang:
Dateikommentar: 1N4001 1N4002 1N4003 1N4004 1N4005 1N4006 1N4007 Sperrkennlinie. Quelle: Fairchild, 2003
1N4001_1N4002_1N4003_1N4004_1N4005_1N4006_1N4007_2003_Reverse_Characteristics.tif
1N4001_1N4002_1N4003_1N4004_1N4005_1N4006_1N4007_2003_Reverse_Characteristics.tif [ 6.43 KiB | 5996-mal betrachtet ]


Nachtrag:
Datei "aufgeblasen" von .tif (6 kB) auf .gif (60 kB) bei gleicher Auflösung, damit sie im Forum angezeigt wird.
Dateianhang:
Dateikommentar: 1N4001 1N4002 1N4003 1N4004 1N4005 1N4006 1N4007 Sperrkennlinie. Quelle: Fairchild, 2003
1N4001_1N4002_1N4003_1N4004_1N4005_1N4006_1N4007_2003_Reverse_Characteristics.gif
1N4001_1N4002_1N4003_1N4004_1N4005_1N4006_1N4007_2003_Reverse_Characteristics.gif [ 59.66 KiB | 5978-mal betrachtet ]


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 Betreff des Beitrags: Re: Sperrdurchbruch 1N4001
BeitragVerfasst: So Jul 14, 2024 14:24 
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Das ist richtig. Konkret sollte man bei einer 1N4001 also einen Sperrdurchbruch bei vielleicht 60 ... 100V erwarten können. Dachte ich. Bis 560V passiert nichts.


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 Betreff des Beitrags: Re: Sperrdurchbruch 1N4001
BeitragVerfasst: Mo Jul 15, 2024 18:24 
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Die Hersteller werden nicht mehr alle sieben Typen herstellen, sondern z. B. nur noch zwei oder gar nur noch 1N4007 (Sperrspannung um 1300 V) und dann aufdrucken oder lasern, was der Großhändler bestellt. Die Diffusionsprozesse haben heute so kleine Toleranzen, dass der Hersteller normalerweise nicht mehr selektieren braucht.

Diodes hat im Datenblatt von September 2014 noch zwei unterschiedliche Sperrschicht-Kapazitäten angeben. Daraus kann man schließen, dass Diodes damals zwei unterschiedliche Sperrspannungen herstellte (1N4004 und 1N4007).
Die mit geringerer Sperrspannung sind weniger tief diffundiert und haben dadurch eine größere Sperrschicht-Kapazität. Die kann der Hersteller etwas früher aus dem Diffusionsofen nehmen, muss sie aber getrennt fertigen, prüfen, lagern und verwalten. Das kann aufwändiger sein, als nur noch einen Typ zu fertigen.


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 Betreff des Beitrags: Re: Sperrdurchbruch 1N4001
BeitragVerfasst: Mi Jul 17, 2024 8:05 
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So hatte ich mir das auch gedacht. Auf den Trichter kam man schon ziemlich früh; wie gesagt, die SY360/05 verhält sich genauso.


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 Betreff des Beitrags: Re: Sperrdurchbruch 1N4001
BeitragVerfasst: Mi Jul 17, 2024 20:11 
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Dann mal was von jemanden, der SY360/..., SY351/..., SZ600/... etc in der Produktion begleitet hat und auch an den Testern (so nannten wir das damals) war um dann sortieren zu lassen was da aus der Produktion raus kam.
Ähnlich verhielt sich das übrigens bei Transistoren (SU1..)
Erst wurde produziert, danach wurde selektiert.
Bei Dioden war das noch spaßig, weil das fast allein maschinell passiert ist.
Bei den Transistoren war das anders. Da wurde jeder Chip einzeln ua.an dem sogenannten Japantester unter dem Mikroskop getestet, ob er die Parameter einhält. Einzig die Vorselektierung gab vor was da getestet wurde (SU16x, SU17x, SU18x). Da wurde schon produktiv festgelegt was da eigentlich für ein Chip raus kam, ua. die Durchbruchspannung später legte fest was da am Ende für ein Typ gestempelt wurde.
Wenn ich heute noch überlege, wie das damals alles realisiert wurde (was ich gar nicht mehr alles auf die Reihe bekomme), ist das schon fast wieder witzig welcher Aufwand da getrieben wurde um Leistungselektronik herzustellen. Grinsen muss ich gerade wenn ich an den Test der Dichtigkeitsprüfung bei den Z-Dioden denke.
Lange her...sehr lange.

paulchen


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 Betreff des Beitrags: Re: Sperrdurchbruch 1N4001
BeitragVerfasst: Do Jul 18, 2024 0:37 
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In der Anfangszeit der Halbleiterherstellung waren die Streuungen der Eigenschaften tatsächlich sehr groß und die Herstellkosten hoch. Deshalb hat man diese vielen Typen (z. B. Durchbruchspannung bei Dioden oder Durchbruchspannung und Stromverstärkung bei Transistoren) eingeführt, damit möglichst viel der produzierten Teile verkauft werden konnten.
Trotz des hohen Selektionsaufwands lag die Ausbeute anfangs oft nur um 50 %.

Das ist aber schon lang vorbei. Die Streuungen sind heute so gering, dass gezielt ein Typ hergestellt wird (z. B. 1N4007 oder BC546B) und die Ausbeute > 99,9 % beträgt.

Die Wafer werden in großen Mengen hergestellt, nur Stichproben geprüft und gelagert. Je nach Bestellungen wird dann in unterschiedliche Gehäuse verpackt, markiert (z. B. 1N4005, S1M, BC847B, BC846BW, BC237B, 2SC2412K-R, …) und ganz zum Schluss geprüft. Selektiert wird in Großserien nicht mehr.

Bei den Metallgehäusen bereitete manchmal auch eingeschlossene Luftfeuchtigkeit Probleme.

Bernhard


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 Betreff des Beitrags: Re: Sperrdurchbruch 1N4001
BeitragVerfasst: Mi Okt 09, 2024 13:30 
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Da ihr da Hintergrund habt ..

könnt ihr etwas zu meiner (begründeten) Vermutung sagen, dass wenn man z.B. irgendeinen Kleinleistungstransistor kauft (BC54x, BC84x, 2N3904, BC140, 2N2222, BC10x, BC23x, 2SC1213) da i.d.R. ein- und der selbe "TUN" Die drin ist, der die Parameter, die ja i.d.R. nur Mindestwerte sind, für alle Typen (über)erfüllt?

Und weiter sind z.B. 546,547,548,549,550 alles 546 die so sauber dotiert sind, dass sie ohnehin weniger rauschen als alte 549?

Gruß,
Christian


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 Betreff des Beitrags: Re: Sperrdurchbruch 1N4001
BeitragVerfasst: Do Okt 10, 2024 0:40 
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cerker hat geschrieben:
...könnt ihr etwas zu meiner (begründeten) Vermutung sagen, dass wenn man z.B. irgendeinen Kleinleistungstransistor kauft (BC54x, BC84x, 2N3904, BC140, 2N2222, BC10x, BC23x, 2SC1213) da i.d.R. ein- und der selbe "TUN" Die drin ist, der die Parameter, die ja i.d.R. nur Mindestwerte sind, für alle Typen (über)erfüllt?

Und weiter sind z.B. 546,547,548,549,550 alles 546 die so sauber dotiert sind, dass sie ohnehin weniger rauschen als alte 549?

Hallo Christian,

mit dem Ursprungsthema "Sperrdurchbruch 1N4001" hat das nichts mehr zu tun. Ich antworte trotzdem mal.

Stromverstärkung und Durchbruchspannung hängen ab von der Basisweite:
Geringe Basisweite: hohe Stromverstärkung, niedrige Sperrspannung
Große Basisweite: niedrige Stromverstärkung, hohe Sperrspannung

Von Philips weiß ich, dass für die BC847-Familie drei unterschiedliche Diffusionsprozesse gefahren werden, jeweils eingestellt auf die typische Stromverstärkung.
Z. B. BC847B: typ. Stromverstärkung = 290.
Die typ. Durchbruchspannung der BC-Diode liegt dabei um 120 V.
Dieser Transistor kann dann als BC848B, BC847B oder BC846B (SOT23) oder BC848BW, BC847BW oder BC846BW (SOT323) oder früher BC548B, BC547B oder BC546B (SOT54/TO-92) verkauft werden. Garantiert werden selbstverständlich nur die jeweiligen Grenzwerte aus der Tabelle im Datenblatt.

Von Philips und den Nachfolgefirmen NXP und nexperia habe ich in den letzten Jahren mehrere BC847B in unterschiedlichen Gehäusen gemessen. Die Stromverstärkung lag bei allen im Bereich 275 bis 305. Die Streuung bei Philips/NXP/nexperia ist also sehr gering.

Eine Selektion nach der Stromverstärkung (wie früher) gibt es nicht mehr. Die Prozesse laufen so gut, dass die Streuungen sehr gering sind.

Die npn/pnp-Transistoren der Familien BC107/177, BCY59/79, BC113/153, BC147/157, BCW47/57, BC167/257, BC171/251, BC182/212, BC237/307, BC317/320, BC414/416, BC547/557, BC847/857 enthalten jeweils gleiche Chip, nur in anderem Gehäuse, anderer Anschlussbelegung, etwas anderen Grenzwerten oder angemeldet von einem anderen Hersteller.
Je nach Hersteller hat das Chip etwas andere Kennlinien und andere Masken.
Die oben genannten Transistoren haben das Maximum der Stromverstärkung bei IC = 2...10 mA, die Kantenlänge des Chips beträgt 290...350 µm.

Rauschen entsteht besonders durch Stromrauschen am Basis-Bahnwiderstand.
Das wird gering durch geringen Basisstrom (-> hohe Verstärkung) und geringen Basis-Bahnwiderstand.
nexperia verwendet bei vielen BC847-Varianten die Kristallgröße 290 µm x 290 µm.
Hier bin ich nicht ganz sicher: Bei den rauscharmen Typen werden vermutlich etwas etwas größere Kristalle verwendet mit entsprechend größerer Basis-Querschnittsfläche und daher geringerem Widerstand.

2N2219/2904, 2N2222/2907 enthalten größere Kristalle (Kantenlänge ca. 0,5 mm)
Etwa die gleiche Größe haben BC141/161, BC377/297, BC337/327, BC817/807 und damit ca. die 5-fache wirksame Fläche im Vergleich zu BC547/557. Diese Transistoren werden für höheren Strom verwendet.

Beispielsweise Rohm gibt für 2SC2412K die gleichen SPICE-Parameter an wie für BC847B.
Ich nehme an, du weißt, was das bedeutet.

Bernhard


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