Schulprojekt:Prototypenbau/Elektronik/Diode

Diode

Quelle: Diode

Dioden Kennlinendarstellung

Kennlinie einer Siliziumdiode in Durchlassrichtung.

Zeichen	Beschreibung
$U_{\text{D}}$	Spannung an der Diode
$U_{\text{S}}$	Schleusenspannung (auch Schwellspannung genannt), Diode leitet in Durchlassrichtung
$U_{\text{F}}$	Flussspannung; Spannung an der Diode in Durchlassrichtung (engl. forward voltage); Verwendung teils identisch mit $U_{\text{S}}$
$U_{\text{R}}$	Sperrspannung; Spannung an der Diode in Sperrrichtung (engl.reverse voltage)
$U_{\text{D,BR}}$	Durchbruchspannung (breakdown voltage)
$I_{\text{D}}$	Strom durch die Diode
$I_{\text{S}}$	Sättigungssperrstrom
$I_{\text{D,D}}$ ; $I_{\text{F}}$	Diffusionsstrom; Strom durch die Diode in Durchlassrichtung (engl. forward current)
$I_{\text{D,R}}$ ; $I_{\text{R}}$	Leckstrom; Strom durch die Diode in Sperrrichtung (engl. reverse current)
$I_{\text{S,R}}$	Leck-Sättigungssperrstrom
$I_{\text{D,BR}}$	Durchbruchstrom; Strom durch die Diode beim (Rückwarts-)Durchbruch (engl.breakdown current)
$R_{\text{B}}$	Bahnwiderstand; ohmscher Widerstand des Halbleitermaterials
$r_{\text{D}}$	Differentieller Widerstand

Shockley-Gleichung

Quelle:Diodengleichung

Beschreibt die ideale Diode im Durchlassbereich

Is Sättigungsstrom (Sperrstrom) $I_s\mathrm{:}=1\cdot {10}^{-12}A$ m Emissionskoeffizient $m\mathrm{:}=1.5$ Ut Temperaturspannung $U_t\mathrm{:}=25𝑚𝑉$ $U_d\mathrm{:}=0.1V\cdot (0\dots 10)$ ${𝐈}_{𝐝}\mathrm{:}\mathbf{=}{𝐈}_{𝐬}\mathbf{\cdot }(e^{\frac{U_d}{m\cdot U_t}}-1)$ $𝑝𝑙𝑜𝑡𝑥𝑦(U_d,I_d)$

Datei:IdealeDiode Kurve.svg

Serienschaltung von Siliziumdiode und Widerstand

Datei:DiodeSchaltung.png	Datei:DiodeKurve.png
Bauteilgleichung der Diode: Is Sättigungsstrom (Sperrstrom) $I_s\mathrm{:}=1\cdot {10}^{-12}A$, $𝑚𝐴\mathrm{:}=0.001A$ m Emissionskoeffizient $m\mathrm{:}=1.29$ Ut Temperaturspannung $U_t\mathrm{:}=25𝑚𝑉$ $U_d\mathrm{:}=0.8V$ $I_d\mathrm{:}=I_s\cdot (e^{\frac{U_d}{m\cdot U_t}}-1)=\text{59.32}𝑚𝐴$
Datei:RSchaltung.png	Datei:RKurve.png
Bauteilgleichung des Widerstandes: $𝑉1\mathrm{:}=1V$, $𝑅1\mathrm{:}=10\mathrm{\Omega }$ $I\mathrm{:}=\frac{𝑉1}{𝑅1}=\text{100.0}𝑚𝐴$
Datei:RundDiode.png	Datei:ArbeitspunktDR.svg
	Zur grafischen Lösung kann man die Widerstandsgerade von R1 in das Diagramm der Diode spiegelverkehrt eintragen und am Schnittpunkt die Werte ablesen. Der Schnittpunkt wird Arbeitspunkt genannt.

Ersatzschaltungen

Datei:DErsatz.svg

Antiparallelschaltung

Quelle: Antiparallel

Datei:Antiparallel Schaltung.svg

Datei:Antiparallel Kurve.svg

Selbsttest