Elektronik
Diode in Sperrrichtung und Durchlassrichtung
Diode in Sperrrichtung und Durchlassrichtung
Hier findest du die Grundschaltungen für die Diode in Sperrrichtung und in Durchlassrichtung.
Wir sehen uns die Grundschaltungen für den Durchlass- und den Sperrbetrieb an und betrachten je ein Berechnungsbeispiel.
VD und ID in Durchlassrichtung und in Sperrrichtung
Die Diode ist die Einbahnstrasse für Elektronen. In Durchlassrichtung kann Strom fliessen,
in Sperrrichtung fliesst kein Strom. Aber das ist nur die halbe Wahrheit. Auch in Sperrrichtung
fliesst ein sehr kleiner Strom. Er ist aber so klein, dass er für in den meisten Fällen
vernachlässigt werden kann.
Über der Diode fällt die Diodenspannung VD ab und durch die Diode fliesst der Diodenstrom ID. Je nach dem ob die Diode in Durchlassrichtung betrieben wird oder nicht, verwendet man für VD und ID manchmal auch andere Begriffe:
Bild 1 zeigt die Diode und die Bezeichnungen für die Durchlassrichtung, die Sperrrichtung und die allgemeine Bezeichnung.
Über der Diode fällt die Diodenspannung VD ab und durch die Diode fliesst der Diodenstrom ID. Je nach dem ob die Diode in Durchlassrichtung betrieben wird oder nicht, verwendet man für VD und ID manchmal auch andere Begriffe:
- VForward und IForward, wenn explizit die Durchlassrichtung gemeint ist
- VReverse und IReverse, wenn explizit die Sperrrichtung gemeint ist
- VD und ID, kann für beide Richtungen verwendet werden und ist in Durchlassrichtung positiv und in Sperrichtung negativ.
Bild 1 zeigt die Diode und die Bezeichnungen für die Durchlassrichtung, die Sperrrichtung und die allgemeine Bezeichnung.
Die unterschiedlichen Begriffe für Durchlass- und Sperrbetrieb werden zum Beispiel in den Diodendatenblättern
verwendet, um die Bauteileigenschaften in den beiden unterschiedlichen Betriebsarten zu beschreiben.
Grundschaltung der Diode in Sperrrichtung
Bild 2 zeigt die Diode in Durchlassrichtung geschaltet. Dabei wird die Anode an der positiven
Spannung angeschlossen und die Kathode an der negativen Spannung. Der Diodenstrom fliesst in die
selbe Richtung, wie der Pfeil des Diodensymbols und über der Diode fällt die Vorwärtsspannung
VD bzw. VForward von ca. 0.7V ab. Der andere Teil der Quellenspannung
fällt als VR über dem Vorwiderstand ab.
Grundschaltung der Diode in Sperrrichtung
Bild 3 zeigt die Diode in Sperrrichtung geschaltet. Dabei wird die Kathode an der positiven
Spannung angeschlossen und die Anode an der negativen Spannung. Der Diodenstrom fliesst entgegen dem
Pfeil des Diodensymbols. Die Diode sperrt und es fliesst kein Strom. Genaugenommen fliesst der sehr kleine Sperrstrom IReverse.
Praktisch die ganze Quellenspannung fällt über der Diode ab und zeigt sich dort als VReverse.
Über dem Widerstand fällt so gut wie keine Spannung ab.
Praktisch die ganze Quellenspannung fällt über der Diode ab und zeigt sich dort als VReverse.
Über dem Widerstand fällt so gut wie keine Spannung ab.
Berechnungsbeispiel zur Diode in Durchlassrichtung
Im Berechnungsbeispiel von Bild 4 wird aufgezeigt, wie man den Diodenstrom und die Spannung
am Vorwiderstand berechnet, wenn eine Diode in Durchlassrichtung geschaltet ist.
Eine Diode und ein Widerstand von 10k liegen an einer Gleichspannung von 24V. Die Diodenspannung
ist in dem Fall 0.7V. Demnach fällt über dem Widerstand 23.3V ab. Der Strom kann mit der
Widerstandsspannung und dem Widerstand nach dem ohmschen Gesetz berechnet werden.
Berechnungsbeispiel zur Diode in Sperrrichtung
Im Berechnungsbeispiel von Bild 5 wird aufgezeigt, wie man bei der Diode in Sperrrichtung den Diodenstrom und die Spannung
am Vorwiderstand berechnet.
Eine Diode in Sperrrichtung und ein Widerstand von 10k liegen an einer Gleichspannung von 24V.
Der Diodenstrom ist weitgehen unabhängig von der Spannung und ist immer 25nA. Aus dem Strom und
dem Widerstand kann man die sehr kleine Spannung über dem Widerstand berechnen. Die Spannung über
der Diode ergibt sich aus der Subtraktion der Widerstandsspannung von der Eingangsspannung.
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Bild 1: Diode Anode, Kathode Forward Current und Reverse Current
Bild 1: Diode Anode, Kathode Forward Current und Reverse Current
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Bild 2: Diode Grundschaltung Durchlassrichtung
Bild 2: Diode Grundschaltung Durchlassrichtung
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Bild 3: Diode Grundschaltung Sperrrichtung
Bild 3: Diode Grundschaltung Sperrrichtung
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Bild 4: Berechnungsbeispiel Durchlassrichtung
Bild 4: Berechnungsbeispiel Durchlassrichtung
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Bild 5: Berechnungsbeispiel Sperrrichtung
Bild 5: Berechnungsbeispiel Sperrrichtung
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