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Diode I

Bereits aus der Klasse-N-Ausbildung ist die Grundfunktion der Diode bekannt: sie lässt Strom nur in einer Richtung fließen, nämlich wenn die an der Anode anliegende Spannung ($U_a$) größer ist als die Spannung an der Kathode ($U_k$), vgl. Abbildung NE-8.4.1.

Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft. 1) Kurzzusammenfassung: Ein einfacher Reihenschaltkreis mit Spannungsquelle links, einer Diode in der oberen Leitung und einem Lastwiderstand rechts, mit Pfeilbeschriftungen für Spannungen und Strom. 2) Detaillierte Beschreibung: Ein rechteckiger Leitungsrahmen bildet den Stromkreis. Links ist eine Spannungsquelle (Symbol mit zwei parallelen, unterschiedlich langen Strichen) eingezeichnet; daneben zeigt ein nach unten gerichteter Pfeil mit der Beschriftung
Abbildung NE-8.4.1: Spannungen und Strom an einer Diode mit Vorwiderstand

Mathematisch können wir diese Forderung so schreiben:

$$U_d = U_a - U_k > 0$$

Ist allerdings $U_d$ nur ein ganz wenig größer als 0, fließt noch kein merkbarer Strom. Das liegt an der exponentiellen Kennlinie einer Diode. Der Diodenstrom ist nämlich:

$$I_d = I_S \left(e^{\frac{U_d}{U_T}}-1\right)$$

$e$ ist die sogenannte Euler'sche Zahl ($e\approx 2,718$), $U_T$ eine Konstante, die bei Raumtemperatur etwa 26 mV beträgt.

$I_S$ ist hier der Sperrsättigungsstrom, das ist der sehr kleine Strom, der bei negativen Spannungen durch die Diode fließt. Der Wert von $I_S$ hängt neben ein paar Parametern der Diode, wie der Diodenfläche, vor allem auch vom verwendeten Halbleitermaterial ab. Bei Materialien wie Germanium (Ge) mit einer geringen Energiebandlücke (darauf gehen wir in der Ausbildung zur Klasse A näher ein) ist $I_S$ größer, bei Materialien mit größerer Energiebandlücke ist $I_S$ kleiner.

Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft. Zusammenfassung: Diagramm mit vertikaler Achse I_D und horizontaler Achse U_D, auf dem eine orange Kurve lange nahezu waagrecht verläuft und ab der markierten Stelle U_th steil nach oben ansteigt. Detaillierte Beschreibung: Die horizontale Achse trägt rechts einen Pfeil und die Beschriftung „U_D“, die vertikale Achse hat oben einen Pfeil und die Beschriftung „I_D“. Eine orange Linie beginnt links knapp unterhalb der horizontalen Achse, verläuft weitgehend flach nach rechts und liegt dabei sehr nahe an der Achse. Links neben der vertikalen Achse steht die Beschriftung „−I_S“, auf die von oben und unten jeweils ein kleiner Pfeil zeigt. Weiter rechts ist an der horizontalen Achse die Markierung „U_th“ angegeben. In der Nähe von „U_th“ steigt die orange Linie stark an und wird fast senkrecht. Neben dem Anstiegsbereich ist ein kurzes, schräges Liniensegment eingezeichnet, das von der Achse schräg nach oben verläuft. Es gibt keine Skalen-Markierungen oder Zahlenwerte.
Abbildung NE-8.4.2: Kennline einer Diode

EC501: Eine in Sperrrichtung betriebene Diode zeichnet sich insbesondere aus durch ...

Betrachten wir eine Diodenkennlinie in Abbildung NE-8.4.2, so steigt der Diodenstrom bei positiven $U_d$ ab einer gewissen Spannung steil an. Diese Spannung wird auch als Schwellspannung $U_{th}$ bezeichnet, sie ist aber nur Ausdruck der unterschiedlichen $I_S$: je kleiner $I_S$, desto höher ist die Schwellspannung.

Als Anhaltspunkte für die Schwellspannung von pn-Dioden können wir für Ge etwa 0,2-0,3 V und für Si etwa 0,6-0,7 V angeben.

Leuchtdioden (LEDs) sind ebenfalls pn-Dioden, bei denen das Halbleitermaterial so beschaffen ist, dass es bei Polung der Diode in Flußrichtung Licht aussendet. Das geht nur mit bestimmten Materialien -- mit Si und Ge nicht. Die Farbe des Lichts ist durch die Energiebandlücke gegeben. Je größer die Energiebandlücke, desto kurzwelliger das Licht, um so geringer der Sperrsättigungsstrom, und daher um so höher die Schwellspannung. Daher haben rote LEDs etwa 1,7 V Schwellspannung und grüne LEDs 2,5 V. Die verschienden Kennlinien sind in der Abbildung NE-8.4.3 dargestellt.

EC513: Bei welcher Bedingung wird eine Siliziumdiode leitend?
EC510: Die Auswahlantworten enthalten Siliziumdioden mit unterschiedlichen Arbeitspunkten. Bei welcher Antwort befindet sich die Diode in leitendem Zustand?
EC509: Die Auswahlantworten enthalten Siliziumdioden mit unterschiedlichen Arbeitspunkten. Bei welcher Antwort befindet sich die Diode in leitendem Zustand?
EC511: Die Auswahlantworten enthalten Siliziumdioden mit unterschiedlichen Arbeitspunkten. Bei welcher Antwort befindet sich die Diode in leitendem Zustand?
EC512: Die Auswahlantworten enthalten Siliziumdioden mit unterschiedlichen Arbeitspunkten. Bei welcher Antwort befindet sich die Diode in leitendem Zustand?

Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft. Zusammenfassung: Diagramm mit vier orangefarbenen Dioden-Kennlinien im I_F–U_F-Koordinatensystem, beschriftet mit Schottkydiode, Germanium, Silizium und Leuchtdiode. Detaillierte Beschreibung: Ein weißer Hintergrund mit schwarzen Achsen und Pfeilen: vertikal nach oben mit der Beschriftung „I_F“, horizontal nach rechts mit der Beschriftung „U_F“. Auf der U_F-Achse sind die Skalenwerte (senkrecht gesetzt) von links nach rechts: „0,2 V“, „0,4 V“, „0,6 V“, „0,8 V“, „1,0 V“, „1,2 V“, „1,4 V“, „1,6 V“, „1,8 V“. Die I_F-Achse hat keine Zahlenmarken. Vier orangefarbene, nach rechts versetzt angeordnete, stark ansteigende, konvexe Kurven zeigen an verschiedenen Spannungen einen steilen Anstieg. Neben jeder Kurve steht senkrecht in Orange eine Bezeichnung: ganz links „Schottkydiode“ (Kurve steigt bereits nahe „0,2 V“ stark an), in der Mitte zwei Kurven mit den Beschriftungen „Germanium“ (links der beiden, Anstieg zwischen „0,2 V“ und „0,4 V“) und „Silizium“ (rechts davon, Anstieg im Bereich „0,6 V“ bis „0,8 V“), ganz rechts eine Kurve mit der Beschriftung „Leuchtdiode“ (starker Anstieg im Bereich „1,6 V“ bis „1,8 V“).
Abbildung NE-8.4.3: Kennlinen verschiedener Dioden

EC503: Welche typischen Schwellspannungen haben Germanium- und Siliziumdioden? Sie liegen bei ...
EC506: Welche Diode wird durch Kennlinie 2 charakterisiert?
1) Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer horizontalen Achse „U_F“ und einer vertikalen Achse „I_F“; auf der horizontalen Achse Markierungen von „0,2 V“ bis „1,8 V“ in 0,2-V-Schritten; vier gekrümmte Kennlinien „1“, „2“, „3“, „4“, jeweils auf der Nulllinie beginnend und nach rechts ansteigend. 2) Ausführliche Beschreibung: Ein Koordinatensystem hat eine horizontale Achse mit der Beschriftung „U_F“ und eine vertikale Achse mit der Beschriftung „I_F“. Auf der horizontalen Achse befinden sich Markierungen von „0,2 V“ bis „1,8 V“ in 0,2-V-Schritten. Es sind vier gekrümmte Kennlinien eingezeichnet, die jeweils auf der Nulllinie beginnen und nach rechts ansteigen. Kennlinie „1“ beginnt bei „0,2 V“, Kennlinie „2“ zwischen „0,2 V“ und „0,4 V“, Kennlinie „3“ bei „0,6 V“ und Kennlinie „4“ zwischen „1,4 V“ und „1,6 V“.
EC507: Welche Diode wird durch Kennlinie 3 charakterisiert?
1) Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer horizontalen Achse „U_F“ und einer vertikalen Achse „I_F“; auf der horizontalen Achse Markierungen von „0,2 V“ bis „1,8 V“ in 0,2-V-Schritten; vier gekrümmte Kennlinien „1“, „2“, „3“, „4“, jeweils auf der Nulllinie beginnend und nach rechts ansteigend. 2) Ausführliche Beschreibung: Ein Koordinatensystem hat eine horizontale Achse mit der Beschriftung „U_F“ und eine vertikale Achse mit der Beschriftung „I_F“. Auf der horizontalen Achse befinden sich Markierungen von „0,2 V“ bis „1,8 V“ in 0,2-V-Schritten. Es sind vier gekrümmte Kennlinien eingezeichnet, die jeweils auf der Nulllinie beginnen und nach rechts ansteigen. Kennlinie „1“ beginnt bei „0,2 V“, Kennlinie „2“ zwischen „0,2 V“ und „0,4 V“, Kennlinie „3“ bei „0,6 V“ und Kennlinie „4“ zwischen „1,4 V“ und „1,6 V“.
EC508: Welche Diode wird durch Kennlinie 4 charakterisiert?
1) Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer horizontalen Achse „U_F“ und einer vertikalen Achse „I_F“; auf der horizontalen Achse Markierungen von „0,2 V“ bis „1,8 V“ in 0,2-V-Schritten; vier gekrümmte Kennlinien „1“, „2“, „3“, „4“, jeweils auf der Nulllinie beginnend und nach rechts ansteigend. 2) Ausführliche Beschreibung: Ein Koordinatensystem hat eine horizontale Achse mit der Beschriftung „U_F“ und eine vertikale Achse mit der Beschriftung „I_F“. Auf der horizontalen Achse befinden sich Markierungen von „0,2 V“ bis „1,8 V“ in 0,2-V-Schritten. Es sind vier gekrümmte Kennlinien eingezeichnet, die jeweils auf der Nulllinie beginnen und nach rechts ansteigen. Kennlinie „1“ beginnt bei „0,2 V“, Kennlinie „2“ zwischen „0,2 V“ und „0,4 V“, Kennlinie „3“ bei „0,6 V“ und Kennlinie „4“ zwischen „1,4 V“ und „1,6 V“.

Da LEDs in Flussrichtung betrieben werden, ist es wichtig, einen Widerstand $R_V$ zwischen Spannungsquelle $U$ und LED zu schalten. $R_V$ stellt den erwünschten Strom $I$ ein. Dabei ist die Schwellspannung $U_{th}$ der LED zu berücksichtigen:

$$ I=\frac{U-U_{th}}{R_V}$$
EC514: Wozu dient die folgende Schaltung?
1) Kurzbeschreibung: Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung; im oberen horizontalen Leiter links Anschlusspunkt, rechts davon Schaltzeichen für einen Widerstand, anschließend vertikaler Leiter mit Schaltzeichen für eine Leuchtdiode; darunter unterer horizontaler Leiter mit Anschlusspunkt links. 2) Ausführliche Beschreibung: Der Schaltplan enthält einen rechteckigen Schaltkreis aus geraden Leitern. Im oberen horizontalen Leiter ist links ein Anschlusspunkt eingezeichnet. Rechts davon befindet sich ein Schaltzeichen bestehend aus einem Rechteck (Widerstand). Es schließt sich ein vertikaler Leiter an, in dessen Mitte ein Schaltzeichen mit einem auf der Spitze stehenden Dreieck, einem horizontalen Strich darunter und zwei schräg nach unten rechts zeigenden Pfeilen eingezeichnet ist. Es folgt ein unterer horizontaler Leiter mit einem Anschlusspunkt am linken Ende.
EC515: Eine Leuchtdiode mit einer Durchlassspannung von 1,4 V und einem Durchlassstrom von 20 mA soll an eine Spannungsquelle von 5,0 V angeschlossen werden. Berechnen Sie den Vorwiderstand. Die Größe des benötigten Vorwiderstandes beträgt ...
EC516: Folgende Schaltung einer Leuchtdiode wird an einer Betriebsspannung von 5,5 V betrieben. Der Strom durch die Leuchtdiode soll 25 mA betragen, wobei die Durchlassspannung 1,75 V beträgt. Der notwendige Vorwiderstand muss folgende Werte haben:
1) Kurzbeschreibung: Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung; im oberen horizontalen Leiter links Anschlusspunkt, rechts davon Schaltzeichen für einen Widerstand, anschließend vertikaler Leiter mit Schaltzeichen für eine Leuchtdiode; darunter unterer horizontaler Leiter mit Anschlusspunkt links. 2) Ausführliche Beschreibung: Der Schaltplan enthält einen rechteckigen Schaltkreis aus geraden Leitern. Im oberen horizontalen Leiter ist links ein Anschlusspunkt eingezeichnet. Rechts davon befindet sich ein Schaltzeichen bestehend aus einem Rechteck (Widerstand). Es schließt sich ein vertikaler Leiter an, in dessen Mitte ein Schaltzeichen mit einem auf der Spitze stehenden Dreieck, einem horizontalen Strich darunter und zwei schräg nach unten rechts zeigenden Pfeilen eingezeichnet ist. Es folgt ein unterer horizontaler Leiter mit einem Anschlusspunkt am linken Ende.

In unserem einfachen Modell fließt für negative $U_d$ nur ein geringer Sperrstrom. Das stimmt aber nicht für sehr negative Spannungen. Irgendwann wird das elektrische Feld über der Verarmungszone zwischen n und p zu hoch und die Diode „bricht durch“, der Strom in Rückwärtsrichtung steigt extrem stark an, wie in Abbildung NE-8.4.4 gezeigt.

Dieser Sperrdurchbruch kann verschiedene physikalische Ursachen haben, die wir hier nicht im Detail behandeln können. Die Spannung, bei der dieser Durchbruch passiert, wird gemeinhin als Zener-Spannung $U_z$ bezeichnet, auch wenn der Zener-Effekt (ein quantenmechanischer Tunneleffekt) nur ein möglicher Durchbruchmechanismus ist. Zenerdioden werden zur Spannungsstabilisierung verwendet. Dabei ist es wichtig, den Durchbruchstrom durch einen Vorwiderstand zu begrenzen.

Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft. Kurzfassung: Diagramm einer Strom-Spannungs-Kennlinie mit Achsen I_D (vertikal) und U_D (horizontal); eine orange Kurve verläuft lange flach nahe der Nulllinie, zeigt links bei -U_Z einen schmalen Abfall nach unten und steigt rechts ab U_th steil nach oben. Detaillierte Beschreibung: Ein kartesisches Koordinatensystem mit Pfeilspitzen zeigt die vertikale Achse mit der Beschriftung „I_D“ nach oben und die horizontale Achse mit der Beschriftung „U_D“ nach rechts; die Achsen schneiden sich ungefähr in der Mitte. Auf der U_D-Achse ist links die Markierung „−U_Z“ eingetragen, rechts nahe einer Krümmungsstelle steht „U_th“. Eine durchgezogene, orangefarbene Kennlinie verläuft über weite Strecken nahezu auf der horizontalen Achse (I_D ≈ 0). Links, in der Nähe der Beschriftung „−U_Z“, stürzt die Kurve sehr steil nach unten (negativer I_D) und kehrt unmittelbar wieder dicht an die Nulllinie zurück, wodurch ein schmaler tiefer Einbruch entsteht. Rechts, in der Nähe der Beschriftung „U_th“, bleibt die Linie zunächst flach, biegt dann abrupt nach oben ab und verläuft anschließend fast senkrecht mit stark ansteigendem I_D. Weitere Gitterlinien oder numerische Skalen sind nicht vorhanden.
Abbildung NE-8.4.4: Kennline einer Z-Diode

Das Schaltsymbol einer Zenerdiode (Abbildung NE-8.4.5) ist das einer regulären Diode, bei der der Kathodenstrich eine zuätzliche Fortsetzung unter 90° erhält. Dies soll an das „Abknicken“ der Kennlinie im Durchbruch erinnern.

Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft. Kurz: Eine lange horizontale Linie mit einem in die Leitung eingefügten, nach rechts zeigenden Dreieck, dessen Spitze auf eine kurze senkrechte Linie mit kleinem, nach rechts abgewinkeltem Ansatz oben trifft. Detail: Eine dünne, durchgehende horizontale Linie verläuft von ganz links nach ganz rechts. Etwa in der Mitte sitzt auf dieser Linie ein leerer, nach rechts gerichteter Dreieckskörper; die horizontale Linie läuft genau durch seine Mitte und teilt das Dreieck in eine obere und eine untere Hälfte. An der rechten Dreiecksspitze steht eine kurze senkrechte Strichlinie, die die horizontale Linie oben und unten geringfügig überragt. Am oberen Ende dieser senkrechten Linie ist ein sehr kurzer waagerechter Strich nach rechts angesetzt, wodurch ein kleines rechtwinkliges „L“ entsteht. Links und rechts des Symbols setzt sich die horizontale Linie ohne weitere Markierungen fort; es gibt keine Beschriftungen oder Maßangaben.
Abbildung NE-8.4.5: Schaltsymbol einer Zenerdiode

EC517: Welches Bauteil wird durch das Schaltzeichen symbolisiert?
1) Kurzbeschreibung: Horizontale Linie mit einem Schaltzeichen aus einem nach rechts zeigenden Dreieck in der Mitte und einer kurzen vertikalen Linie an der Dreiecksspitze. Die Linie hat am oberen Ende einen nach links zeigenden, kurzen Strich. 2) Ausführliche Beschreibung: In der Mitte einer horizontalen Linie befindet sich ein nach rechts zeigendes, gleichschenkliges Dreieck; die Linie führt durch das Dreieck hindurch. An der Dreiecksspitze gibt es eine kurze vertikale Linie, die am oberen Ende einen nach links zeigenden, kurzen Strich aufweist. Es sind keine Beschriftungen, Maße, Achsen oder weiteren Bauteile vorhanden.
EC520: In welcher der folgenden Schaltungen ist die Z-Diode zur Spannungsstabilisierung richtig eingesetzt?
EC521: Eine unbelastete Z-Diode soll eine 13,8 V Betriebsspannung auf 5 V stabilisieren. Dabei soll ein Strom von 30 mA durch die Z-Diode fließen. Der Ausgang der Schaltung soll nicht belastet werden. Berechnen Sie den Wert des Vorwiderstands.
1) Kurzbeschreibung: Schaltplan mit zwei parallelen horizontalen Leitern; der obere mit einem Schaltzeichen für einen Widerstand „R_V“. Rechts des Widerstands zweigt ein vertikaler Leiter mit einem Schaltzeichen für eine Zener-Diode (Z-Diode) ab. In diesem Leiter oberhalb der Z-Diode Beschriftung „I_Z“ mit Pfeil nach unten. Dieser Leiter führt auf den unteren horizontalen Leiter. Oberer horizontaler Leiter mit Anschlusspunkten links „+13,8 V“ und rechts „+5 V“. Unterer horizontaler Leiter mit Anschlusspunkten links „0 V“ und rechts ohne Beschriftung. Im linken Teil der Abbildung ein vertikaler Pfeil mit der Beschriftung „U_1“, im rechten Teil ein vertikaler Pfeil mit der Beschriftung „U_Z“. 2) Ausführliche Beschreibung: Der Schaltplan besteht aus zwei parallelen horizontalen Leitern. Der obere Leiter enthält ein Schaltzeichen bestehend aus einem Rechteck (Widerstand), beschriftet mit „R_V“. Rechts des Widerstands zweigt ein Leiter ab mit einem Schaltzeichen bestehend aus einem nach oben gerichteten Dreieck und darüber einem horizontalen Strich mit kleinem Strich nach unten am rechten Ende (Zener-Diode oder Z-Diode). In diesem vertikalen Leiter gibt es oberhalb der Z-Diode die Beschriftung „I_Z“ mit Pfeil nach unten. Der vertikale Leiter führt auf den unteren horizontalen Leiter. Der obere horizontale Leiter hat zwei Anschlusspunkte, links mit „+13,8 V“ und rechts mit „+5 V“ beschriftet. Der untere horizontale Leiter hat ebenfalls zwei Anschlusspunkte, links mit „0 V“ beschriftet und rechts ohne Beschriftung. Im linken Teil der Abbildung ist ein vertikaler Pfeil mit der Beschriftung „U_1“ zu sehen, im rechten Teil ein vertikaler Pfeil mit der Beschriftung „U_Z“.
EC522: Folgende Schaltung einer Stabilisierungsschaltung mit Z-Diode ist gegeben. Der Strom durch die Z-Diode soll 25 mA betragen und der Laststrom ist 20 mA. Der Wert des notwendigen Vorwiderstandes beträgt ...
1) Kurzbeschreibung: Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung mit oberen Anschlusspunkt („+13,8 V“) und einem unteren Anschlusspunkt („0 V“) im linken Teil des Bildes, Widerstand „R_V“ im oberen horizontalen Leiter; rechts des Widerstandes zweigt ein vertikaler Leiter mit einem Schaltzeichen für eine Zener-Diode (Z-Diode) ab. In diesem Leiter oberhalb der Z-Diode Beschriftung „I_Z“ mit Pfeil nach unten. Dieser Leiter führt auf den unteren horizontalen Leiter. Parallel zur Z-Diode liegt ein Widerstand „R_L“; in diesem Leiter oberhalb des Widerstands Beschriftung „I_L“ mit Pfeil nach unten. 2) Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung besteht aus einem Schaltplan mit zwei parallelen horizontalen Leitern. Der obere Leiter enthält ein Schaltzeichen bestehend aus einem Rechteck (Widerstand), beschriftet mit „R_V“. Rechts des Widerstands zweigt ein Leiter ab mit einem Schaltzeichen bestehend aus einem nach oben gerichteten Dreieck und darüber einem horizontalen Strich mit kleinem Strich nach unten am rechten Ende (Zener-Diode oder Z-Diode). In diesem vertikalen Leiter gibt es oberhalb der Z-Diode die Beschriftung „I_Z“ mit Pfeil nach unten. Der vertikale Leiter führt auf den unteren horizontalen Leiter. Parallel zur Z-Diode liegt ein Widerstand „R_L“; in diesem Leiter gibt es oberhalb des Widerstands die Beschriftung „I_L“ mit Pfeil nach unten. Auch dieser Leiter führt zum unteren horizontalen Leiter.

Die bisher behandelten Dioden waren alle pn-Dioden, die Diodeneigenschaft entsteht durch einen Halbleiterübergang. Bei der Schottky-Diode handelt es sich um eine Diode, deren Eigenschaften durch einen Metall-Halbleiter-Übergang entstehen. Die Schwellspannung ist etwa halb so groß wie die einer pn-Diode aus dem selben Material, oder kleiner, abhängig von der genauen Gestaltung des Metall-Halbleiter-Übergangs. Schottky-Dioden werden eingesetzt, wenn die Schwellspannung gering sein soll, oder aber als sehr schnelle Schaltdioden.

EC504: Welches sind die Haupteigenschaften einer Schottkydiode?
EC505: Welche Diode wird durch Kennlinie 1 charakterisiert?
1) Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer horizontalen Achse „U_F“ und einer vertikalen Achse „I_F“; auf der horizontalen Achse Markierungen von „0,2 V“ bis „1,8 V“ in 0,2-V-Schritten; vier gekrümmte Kennlinien „1“, „2“, „3“, „4“, jeweils auf der Nulllinie beginnend und nach rechts ansteigend. 2) Ausführliche Beschreibung: Ein Koordinatensystem hat eine horizontale Achse mit der Beschriftung „U_F“ und eine vertikale Achse mit der Beschriftung „I_F“. Auf der horizontalen Achse befinden sich Markierungen von „0,2 V“ bis „1,8 V“ in 0,2-V-Schritten. Es sind vier gekrümmte Kennlinien eingezeichnet, die jeweils auf der Nulllinie beginnen und nach rechts ansteigen. Kennlinie „1“ beginnt bei „0,2 V“, Kennlinie „2“ zwischen „0,2 V“ und „0,4 V“, Kennlinie „3“ bei „0,6 V“ und Kennlinie „4“ zwischen „1,4 V“ und „1,6 V“.

Metall-Halbleiter-Dioden sind die ältesten Gleichrichterbauelemente auf Halbleiterbasis. Ferdinand Braun entdeckte ihren Gleichrichtereffekt bereits 1874, ohne aber seine Beobachtung erklären zu können.

Fassen wir zusammen:

Dioden lassen Strom nur einer Richtung fließen. Daher eignen sie sich zur Gleichrichtung von Wechselstrom.

Bei hohen Sperrspannungen allerdings ($U_d < U_z$), steigt der Strom in Rückwärtsrichtung stark an. Dieser Betriebspunkt kann sehr gut zur Spannungsstabilisierung genutzt werden (Zenerdiode).

Daneben lassen sie sich in Sperrrichtung auch als spannungsgesteuerte Kapazitäten verwenden, dies werden wir aber erst in der Ausbildung zur Klasse A behandeln.

EC502: Wofür können Halbleiterdioden beispielsweise verwendet werden?
EC518: Für welchen Zweck werden Z-Dioden primär eingesetzt?
EC519: Wozu dient folgende Schaltung?
1) Kurzbeschreibung: Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung mit einem Widerstand im oberen Leiter und einer Zener-Diode in einem vertikalen Abzweig zwischen oberem und unterem Leiter sowie je zwei Anschlussklemmen links und rechts. 2) Ausführliche Beschreibung: Der Schaltplan enthält zwei gerade, parallele Leiter. Im oberen Leiter befindet sich ein Widerstand. Rechts davon gibt es einen vertikalen Abzweig zum unteren Leiter mit einer Zener-Diode in der Mitte. An den Enden der beiden Leiter befinden sich jeweils Anschlussklemmen. Es sind keine Beschriftungen, Maße, Achsen oder weiteren Bauteile vorhanden.

Weiter zum nächsten Abschnitt: Transistor I