Unterscheidet sich die Body-Diode eines MOSFET bei Audiofrequenzen von einer gewöhnlichen Siliziumdiode?

Also bat mich ein Freund, zu beurteilen, wie schwer es wäre, einen Gitarreneffekt wie den in diesem Thread beschriebenen zu bauen . Das fragliche Pedal ist eine Anpassung des Ibanez Tube Screamer . Der zentrale Teil dieses Effekts ist die Bereitstellung von Overdrive (und, mit mehr Gain, starker Verzerrung), indem das Audiosignal mit zwei antiparallelen Dioden im Feedback-Pfad beschnitten wird:

Verzerrungsteil

MA150 sind die fraglichen Dioden, gewöhnliche Silizium-Kleinsignaldioden.

Der Thread betont die immense Verbesserung der tonalen Qualitäten des Effekts durch Ersetzen der Dioden durch MOSFETs (vermutlich durch Umwandeln der MOSFETs in Dioden, Gate und Source werden miteinander kurzgeschlossen).

Da es sich durchaus um reine Audiophilie handeln könnte (ihr wisst ja, der Thread enthält Passagen wie

Wenn Sie auf Overdrive-Pedale stehen, wissen Sie, dass MOSFET-basierte ODs wegen ihrer natürlichen, röhrenähnlichen Reaktion der letzte Schrei sind.

) ... immer noch weiß man nie, und ich weiß nicht 100%, wie ich meinem Freund antworten soll. Kann sich die Body-Diode eines MOSFET so sehr von einer diskreten Kleinsignal-Siliziumdiode unterscheiden?

Der Vollständigkeit halber hier die VI-Kurven der betreffenden Geräte:

MA150-Diode:MA150 VI-Kurve

Körperdiode des BS170 MOSFET:VI-Kurve der BS170-Body-Diode

Oh, auf jeden Fall. Eine MOSFET-Body-Diode hat viel definiertere Höhen und nimmt den Schlamm aus dem Bass. Es verleiht dem Audio eine cremige Glätte, die Sie mit nichts anderem erreichen können. Außer vielleicht sauerstofffreien Kupfer-Wechselstromkabeln.
Ich denke, sie beziehen sich auf die Verwendung des MOSFET als ideale Diode, nicht nur auf die Verwendung der Body-Diode. Dies erfolgt durch Einschalten des MOSFET, indem das Gate so angesteuert wird, dass es in eine Richtung leitet, ohne den mit einer Diode verbundenen Spannungsabfall. Das Ausschalten des MOSFET verhindert, dass Strom wie bei einer herkömmlichen Diode in die entgegengesetzte Richtung fließt. Es sind jedoch einige Steuerschaltungen erforderlich, um einen MOSFET zu einer idealen Diode zu machen.
@EE_socal, ich glaube nicht, dass sie diese zusätzliche Schaltung hinzufügen, und außerdem: Zwei ideale Dioden in antiparalleler Ausrichtung entsprechen einem einfachen Draht, oder?
Nein, es wird immer mindestens die Durchlassspannung einer Diode im Potentialunterschied vorhanden sein.

Antworten (1)

Ich glaube, Sie sind kein Klangsubjektivist - ein Mensch, der darauf besteht, wesentliche, aber nicht messbare Klangqualitätsgrößen zu hören, zum Beispiel "Wärme" oder "Tiefe", sobald er eine Vakuumröhre sieht, an der eigentlich nur der Glühfaden angeschlossen ist, a ein paar zusätzliche Nullen im Preisschild usw.

Natürlich hängen die Verzerrungseigenschaften dieser Begrenzungsschaltung von den Dioden ab. Die statischen If/Vf-Kurvenunterschiede sind nicht die ganze Wahrheit. Ich glaube (nicht gemessen), dass eine längere Lagerzeit (siehe ANMERKUNG 1) im Vergleich zu einer schnellen Diode Höhenverluste verursacht. Es kann in manchen Fällen gut sein und in anderen Fällen unerträglich.

Eine sehr radikale Änderung der Begrenzungseigenschaften ist möglich, indem ein Widerstand in Reihe mit parallelen Dioden hinzugefügt wird. Da kann sich sogar ein neues Potentiometer lohnen. Das Hinzufügen eines Widerstands in Reihe mit nur einer Diode macht das Clipping unsymmetrisch und verwandelt das Gerät in einen Fuzz-Effekt.

Ich kenne weder die Lagerzeiten der vorgeschlagenen Dioden noch Mosfet-Dioden und kann die Unterschiede definitiv nicht als stichhaltige Beschreibungsworte sagen. Sie müssen eine Testschaltung aufbauen. Ein Signalgenerator und ein Oszilloskop helfen bei der Analyse sehr, aber um den Wert von Musik zu beurteilen, braucht es einen richtigen Musiker. Holen Sie sich den Musiker, nachdem Sie deutlich messbare Unterschiede festgestellt haben.

ANMERKUNG 1: Minoritätsträger um einen PN-Übergang herum können noch lange in Halbleitermaterialien leben, nachdem die Durchlassspannung umgekehrt wurde. Dies ist die Essenz der Langsamkeit einer Diode. Einige Dioden-Datenblätter nennen es "Speicherzeit". Es gibt auch eine "Rückerholungszeit", die die Zeit ist, die zum Aufbau des Verarmungsbereichs benötigt wird, die jedoch bei PN-Dioden im Allgemeinen kürzer ist.

Dioden, die als 50- oder 60-Hz-Hochstrom-Wechselstromgleichrichter in Stromversorgungen verwendet werden sollen, sind oft unbrauchbar

  • Hochfrequenzschaltungen, weil sie in beide Richtungen zu leiten scheinen
  • Impulsschaltungen, da jedes Mal, wenn die Spannung umgekehrt wird, ein kräftiger Stromimpuls in die unerwünschte Richtung geleitet wird

Übrigens scheint es kein leicht zu findendes Datenblatt für die Diode MA 150 zu geben.

Ich dachte, dass die Reverse-Recovery-Zeit wichtig ist, aber nein, sie liegt beim MA150 bei 10 ns, weit über den Audiofrequenzen. Ich finde jedoch keine Erwähnung der Speicherzeitcharakteristik in dem Datenblatt, das ich gefunden habe.
@anrieff Wenn Sie einen MA150 und geeignete Messgeräte haben, können Sie eine Reihenschaltung aus Diode + Widerstand herstellen und prüfen, ob beim Anlegen von wenigen Volt pp AC bei wenigen kHz eine messbare Rückleitung auftritt. Der Widerstand sollte 4,7 kOhm betragen. Ich glaube, im Audiobereich ist nichts zu sehen. Die Simulation ist auch ein guter Ausgangspunkt, wenn Sie über geeignete Modelle der Komponenten verfügen, die Sie verwenden werden.
Unterscheidet sich die Body-Diode eines MOSFET bei Audiofrequenzen von einer gewöhnlichen Siliziumdiode?
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