Diode

Dioden sind elektrische Bauelemente die eine Sperrrichtung und eine Durchlassrichtung haben, dass bedeutet diese Bauelemente sind in einer Richtung für den Strom passierbar, in der anderen Richtung reagieren die Dioden wie Widerstände. Mit 4 zusammengeschalteten Dioden kann man auch eine Gleichrichtung von Wechselspannung erzwingen (Brückengleichrichter). Ein Vergleich zwischen der Arbeitsweise einer Diode und eines Rückschlagventils einer Wasserleitung wird gerne zu verdeutlich getätigt. Dioden sind sehr lichtempfindlich, deswegen sind sie meistens lichtisoliert ummantelt, Ausnahmen sind natürlich Dioden, die gerade darauf empfindlich reagieren sollen, wie beispielsweise Fotodioden. Halbleiter-Dioden bestehen entweder aus einem p-n-dotiertem Halbleiterkristall oder aus einem Metall-Halbleiter-Übergang. Wie leitfähig ein solcher Übergang letztendlich ist, steht in Abhängigkeit der Betriebsspannung an Anode und Kathode und der Polung. Der p-n-Übergang ist ein Bereich der neutral ist, also frei von beweglichen Ladungsträgern, da sich hier die p- und die n-Schicht ausgeglichen haben. Das elektrische Feld, dass die Kombination von ortsfesten Ladungen unterbindet verhindert den Ladungstransport und nennt sich Antidiffusionsspannung. Dieses Feld kann aber auch durch von außen angelegte Spannungen überbrückt werden, so entsteht die Durchlassrichtung und gegenteilig die Sperrschicht, der Widerstand. Beim Rückschlagventil und der Wasserleitung würde man folgende Parallelen finden: Wenn Druck (Spannung) auf dieses Ventil (Diode) in Sperrrichtung erfolgt, so wird der Stromfluss blockiert. In die Gegenrichtung muss der Druck groß genug werden, um den Federdruck des Ventils (Flussspannung) überwinden zu können. Danach öffnet sich das Ventil und der Strom kann fließen. Die Spannung, welche in diesem mechanischen Modell zum Überwinden des Federdruckes notwendig ist, entspricht bei einer Diode der so genannten Vorwärtsspannung oder auch Flussspannung. Bei gewöhnlichen Silizium-Dioden liegt diese notwendige Vorwärtsspannung bei ca. 0,7 V. Dioden sind ein Standart elektronisches Bauelement und findet sich in genau wie Widerstände und Kondensatoren in fast jeder elektrischen Schaltungen wieder, natürlich vor allen Dingen in Netzteilen als Brückengleichrichter um aus Wechselspannung Gleichspannung zu machen.


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