50ohm-contents-dl/contents/slides/diode_1.md

Anwendung

* Eine Diode lässt den Stromfluss nur in eine Richtung durch * In die andere Richtung wirkt sie wie ein hoher Widerstand * Dioden werden u.a. zur Gleichrichtung von Wechselspannung eingesetzt [picture:689:e_led:Diverse LED in verschiedenen Bauformen und Farben] * Eine spezielle Bauform haben wir schon als LED kennengelernt

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[question:EC501]

[question:EC502]

Schwellenspannung

* Damit eine Diode in Durchlassrichtung leitet, muss eine bestimmte Spannung – die Schwellenspannung oder Durchlassspannung – überschritten werden * Je nach Basis des chemischen Elements ist die Schwellenspannung unterschiedlich hoch * Germanium: $\qtyrange{0,2}{0,4}{\volt}$ * Silizium: $\qtyrange{0,6}{0,8}{\volt}$ * LED (Rot): $\qtyrange{1,6}{2,2}{\volt}$ * LED (Gelb, Grün): $\qtyrange{1,9}{2,5}{\volt}$ * LED (Blau, Weiß): $\qtyrange{2,7}{3,5}{\volt}$

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[question:EC503]

Schottky-Diode

• Erlaubt eine hohe Schaltfrequenz
• Nur eine sehr niedrige Schwellenspannung von \qty{0,4}{\volt} bis unter \qty{0,1}{\volt} ist nötig

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[question:EC504]

Kennlinien

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[question:EC506]

[question:EC507]

[question:EC508]

[question:EC505]

Leitende Diode

* Eine Diode leitet immer dann, wenn die Spannung an der Anode um die Schwellenspannung positiver ist als an der Kathode * Gilt auch für negative Spannungen * In der Prüfung kommen nur Siliziumdioden mit $\qty{0,7}{\volt}$ Schwellenspannung vor [picture:113:e_leitende_siliziumdiode:Spannungen an einer leitenden Siliziumdiode]

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[question:EC513]

[question:EC510]

[question:EC509]

[question:EC511]

[question:EC512]

LED Anwendung

* Eine LED dient als Leuchtanzeige [picture:324:e_led_schaltung:LED mit Vorwiderstand]

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[question:EC514]

Vorwiderstand

* Da die LED selbst kaum einen Widerstand hat, würde sie bei einem direkten Anschluss an eine Spannungsquelle wie ein Kurzschluss wirken * Mit einem Vorwiderstand wird der Durchlassstrom begrenzt [picture:324:e_led_schaltung:LED mit Vorwiderstand]

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• Berechnung: R = \dfrac{U_q - U_{\mathrm{LED}}}{I_D}
• U_q: Spannungsquelle
• U_{\mathrm{LED}}: Schwellenspannung LED
• I_D: Durchlassstrom

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[question:EC515]

[question:EC516]

Z-Diode

* Normalerweise liegt die maximale Sperrspannung einer Diode bei ca. $\qty{1000}{\volt}$ * Bei Z-Dioden erfolgt ein Spannungsdurchbruch je nach Bauart zwischen $\qty{3}{\volt}$ und $\qty{100}{\volt}$ * Dienen zur Spannungsstabilisierung [picture:560:_e_z_diode:Schaltzeichen Z-Diode] * Früher nach Clarence Melvin Zener benannt * Heute sind andere Effekte ausschlaggebend, aber Z-Diode blieb als Name

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Polung

* Z-Dioden werden mit Vorwiderstand in Sperrrichtung betrieben [picture:549:e_z_diode_polung:Z-Diode korrekt in Sperrichtung eingesetzt]

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[question:EC517]

[question:EC518]

[question:EC519]

[question:EC520]

Vorwiderstand

[picture:753:e_z_diode_spannungsstabilisierung:Z-Diode zur Spannungsstabilisierung] * $U_Z$ ist die Spannung, auf die die Z-Diode stabilisiert * $U_V = U_1 - U_Z = \qty{13,8}{\volt} - \qty{5}{\volt} = \qty{8,8}{\volt}$ * $R_V = \frac{U_V}{I} = \frac{\qty{8,8}{\volt}}{\qty{30}{\milli\ampere}} \approx \qty{293}{\ohm}$ --- [question:EC521] --- [question:EC522] * Ströme am Vorwiderstand addieren sich * Kirchhoff'sche Regeln war noch nicht Thema