Diode - Durchbruchspannung < Elektrotechnik < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 12:59 So 28.01.2007 | | Autor: | Bastiane |
Hallo zusammen!
Bin gerade auf etwas gestoßen, was mir nicht ganz klar ist. Und zwar finde ich einerseits in der Literatur, dass man die Diode als Schalter ansehen kann, der unterhalb der Durchbruchspannung geöffnet und oberhalb davon geschlossen ist. Andererseits aber heißt es, dass die Diode unterhalb der Durchbruchspannung auch wieder leitend wird.
Irgendwie passt das für mich nicht zusammen.
Und wenn ich mir die Kennlinie im negativen Bereich anschaue, frage ich mich auch, was der negative Strom unterhalb der Durchbruchspannung bedeuten soll - was ist denn negativer Strom?
Viele Grüße
Bastiane
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 15:20 So 28.01.2007 | | Autor: | Infinit |
2. Versuch, nachdem der Kontakt zum Server verloren ging
Hallo Bastiane,
da stimmt wirklich was nicht. Unterhalb der Durchlassspannung sperrt die Diode, es fließt kein Strom, und insofern kann man die Diode in diesem Bereich als offenen Schalter betrachten. Oberhalb der Durchlassspannung leitet die Diode sehr gut wie man am Kennlinienbild erkennen kann, der fließende Strom ist sehr stark und der differentielle Widerstand geht gegen Null, da sich in einem kleinen Spannungsbereich (ca. 0.1 V) der Strom gewaltig ändert. Insofern ist für diesen Bereich ein Ersatzschaltbild in Form eines geschlossenen Schalters durchaus okay. Dieses Verhalten entsteht durch die Dotierung des Halbleiters mit positiv bzw. negativ geladenen Ionen (p- und n-dotiert), Genaueres mit vielen Gleichungen dazu findest Du in Skripten zu Halbleiterbauelementen. Der sogenannte Sperrstrom entsteht durch den Stromfluß von Minoritätsträgern entgegen zur Richtung der angelegten Spannung und wird durch das Verhalten des elektrischen Feldes in der Diode bestimmt.
Betreibt man eine Diode in Sperrichtung, also Minuspol an der p-dotierten Seite, Pluspol an der n-dotierten Seite, so schlägt bei sehr hohen Spannungen die Diode durch und dieser Sperrstrom steigt rasant an. Diese Spannung, bei der dies auftritt, bezeichnet man als Durchbruchspannung und sie sollte im normalen Betrieb der Diode tunlichst vermieden werden.
Ich kann mir vorstellen, woher Deine Verwirrung kommt, da man leider mitunter die Durchlasspannung der Diode im normalen Sprachgebrauch auch als Durchbruchspannung bezeichnet, da ab dieser Spannung erst ein merklicher Strom fließt (in gewünschter Richtung wohlgemerkt). Korrekt ist dies nicht, aber bei Ingenieuren durchaus üblich.
Für das Ersatzschaltbild der Diode als Schalter sollte man also korrekterweise sagen, dass die Diode einen offenen Schalter repräsentiert unterhalb der Durchlassspannung, einen geschlossenen oberhalb davon.
Viele Grüße,
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 16:49 So 28.01.2007 | | Autor: | Bastiane |
Hallo Infinit!
Vielen Dank für deine Antwort - so ausführlich wäre es gar nicht nötig gewesen, mit den (für mich) nötigen Gleichungen habe ich mich vor einigen Wochen beschäftigt, jetzt hatte ich nur noch mit dieser einen Sache ein Problem. Was ich jetzt deinem Beitrag entnommen habe:
Durchlassspannung [mm] \not= [/mm] Durchbruchspannung.
Aber was ist jetzt was?
In diesem Bildchen hier: [Dateianhang nicht öffentlich]
Die Durchbruchspannung ist da, wo [mm] U_R [/mm] steht, oder? Und der negative Strom, der links davon gezeichnet ist, ist der Sperrstrom?
Und was ist dann die Durchlassspannung? Die, wo (in positiver) Richtung Strom fließt, also nach dem langen "Null"?
Viele Grüße
Bastiane
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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Die Durchlassspannung ist UR und ist die Spannung die nicht überschritten werden soll wenn die Diode im im Sperrbetrieb ist da die Diode sonst zerstört werden kann. Liegt bei Si Dioden so um die 50 - 60V.
Das Minus vor dem Strom gibt nur die fluß richtung des Stromes an.
Die Spannung die dich interessiert ist die Durchlasspannung oder auch Schleusenspannung genannt.
Diese beträgt bei Si Dioden ca. 0,7V und liegt in deinem Bild rechts an der x achse bei Uak.
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