Diode

Die Diode ist ein Halbleiterbauelement, die zur Gleichrichtung, zum Schutz, als Leuchtmittel oder in spezieller Ausführung auf zur Spannungsstabilisierung benutzt wird. Die Funktion der Diode ist einfach zu erklären, sie ist ein Ventil für den elektrischen Strom. Für die Herstellung von Halbleiterbauelemeten werden meistens die Stoffen Silizium, Germanium und Selen benutzt, die sich in ihren Leiteigentschaften und der chemischen Wertigkeit und Zusammensetzung unterscheiden. Es gibt unterschiedlichste Bauformen mit unterschiedlichen physikalsischen Eigenschaften, die meistbenötigste Form ist die normale Halbleiter Diode, dann gibt es noch sogenannte LEDs ( Light Emitting Diode) und andere spezial Bauformen wie z.B. Die Z-Diode auch Zener-Diode genannt.

Aufbau und Funktionsweise:

Eine Diode hat grundsätzlich einen PN-Übergang das heisst sie besteht aus zwei unterschiedlich dotierten Schichten. Dort wo die zwei Schichten aufeinandertreffen entsteht eine Sperrschicht. In dieser Sperrschicht bildet sich eine Bauteil abhängige Diffusionsspannung. Bei Siliziumdioden ist dies ca. 0,7V. Dieser Diffusionsspannung muss durch Anlegen einer ausseren Spannung entgegen gewirkt werden damit der PN-Übergang bzw. die gesamte Diode leitend wird. Es gibt unterschiedlichste Anordungen und Dotierungen der Schichten bei Halbleiterbauelementen. Bei der Leuchtdiode z.B. ist die P-Schicht so dünn, das durch Anlegen einer externen Spannung der PN-Übergang zum leuchten gebracht werden kann.

Anwendung einer Diode:

Grundsatzlich kann man sagen das man Dioden im Durchlass- wie auch im Sperrbereich bis zu einem gewissen Grenzwert betreiben kann.

Anhand einer sollchen Kennlinie die man meist den Bauteildatenblättern entnimmt, kann man dann markante Werte ermitteln wie z.B. die Schleusen bzw. Durchlasspannung einer Diode, Ptot bei der die Diode zerstört wird und die Zenerspannung einer Z-Diode. Wenn man den Durchlassbereich einer Diode betrachtet stellt man immer dasselbe Verhalten fest, ab einer gewissen Schleusen- spannung schaltet die Diode durch (Silizium ca.0,7V). Die Kennwerte im Durchlassbereich werden mit einem F gekennzeichnet was soviel heißt wie Forward oder Durchlassrichtung. Wird eine gewisse Leistung (Ptot =Ifmax* Ut0) überschritten so wird die Diode zerstört. Der Sperrbereich der normalen Diode ist uninteressant, wichtig ist nur das man die Durchschlagsspannung der Diode nicht überschreitet den sonst wird sie zerstört. Der Sperrbereich der Z-Diode ist hingegen sehr viel interessanten, den über ihr fällt immer eine konstante Spannung ab, die Zenerspannung, wenn Ur diesen Wert erreicht z.B. 6V dann fällt über der Diode konstant 6V ab. Allerdings muss hier auch der Maximalstrom bzw. Ptot beachtet werden den sonst wird die Diode zestört.

Es gibt noch viele Sonderformen von Dioden wie z.B. die Schottky-Diode die sehr schnell Schalten kann und deshalb gerne in der HF- und Digitaltechnik benutzt wird, oder die Kapazitäts-Diode die gerne in Schwingkreisen und Filterschaltungen zum Einsatz kommt. Bevor man allerdings mit empfindlichen Halbleiterbauelementen arbeitet sollte man gründlichst das Datenblatt und Bauteileigenschaften studieren, weil sonst können die Bauelemente schnell zerstört werden.