Die Diode - Das elektronische Ventil
Materialbedarf
Anz. | Bezeichnung | Datenblatt |
1 | Batterie/Spannungsquelle 9V | |
1 | Widerstand 1,0 kOhm | |
4 | Diode 1N4001 (1N4001-1N4007) |
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1 | Schottky-Diode BAT85 |
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1 | Multimeter |
Grundlagen
Es gibt immer wieder Situationen, wo man den Strom daran hindern muss, in eine bestimmte Richtung zu fließen. Um dies zu erreichen, kommt die Diode zum Einsatz. Sie ist das einfachste Halbleiter-Element. Trotz ihres einfachen Aufbaus, gibt es sie in etlichen verschiedenen Versionen. Von Kleinsignal-Dioden die eine Maximal-Belastung von ein paar mA besitzen bis hin zu Typen die 200 A schaffen. Ebenso sind Dioden zu bekommen, die sehr schnell sind usw. usw.
Kleine Auswahl von Kleinsignaldioden
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Grundfunktion der Diode
Das heißt, die Diode leitet oder anders gesagt, sie ist in Durchlassrichtung geschaltet. Wie aber zu sehen ist, liegt an dem Widerstand nicht die volle Spannung an. Wo ist der Rest? Der muss dann an der Diode anliegen. |
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Mit Hilfe dieser Möglichkeiten lässt sich einiges anfangen. Ein Beispiel dafür wäre die Gleichrichtung. Das heißt, aus einer Wechselspannung eine Gleichspannung zu machen. Dafür gibt es mehrere Verschaltungsmöglichkeiten von Dioden. Die Bekannteste möchte ich hier mal aufzeigen. |
Brückengleichrichter
Unser Multimeter zeigt hier eine Spannung von ca. 7,4 V an. Der Rest fällt an den Gleichrichterdioden ab. Genauer gesagt an D2 und D3. Der Strom fließt über D3 zum Widerstand und dann über D2 wieder zurück zur Batterie. D1 und D4 sind hier in Sperrrichtung. |
Ersetzt man jetzt die Batterie z.B. durch ein Halogentrafo oder Modellbahntrafo, zeigt das Messgerät eine Gleichspannung an. Die angeschlossene Wechselspannung wurde also in Gleichspannung umgewandelt. Man sagt auch Gleichgerichtet. Für elektronische Schaltungen sind aber noch mehr Schritte notwendig, um die Spannung in dieser Form verwenden zu können. Bei der hier erzeugten Spannung handelt es sich nämlich um eine pulsierende Gleichspannung die bei vielen elektronischen Schaltungen ein undefinierbares Verhalten hervorruft. In einem anderen Kapitel werde ich das näher erklären. |
Die Schottky-Diode
In der HF-Technik hat man aber mit der 1N4001 ein kleines Problem. Sie ist sehr langsam. Aber auch bei einigen anderen Schaltungen gibt es da ein Problem. Insbesondere bei batteriebetriebenen Geräten. Möchte man dort eine Diode als Verpolungsschutz einsetzen gehen bei einer normalen Diode schon 0,7 V verloren. Dies ist für ein batteriebetriebenes Gerät schon sehr viel. Es gibt aber ein besseres Bauteil für solche Probleme.
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In Sperrrichtung verhält sich diese Diode nicht anders wie die 1N4001. |
Man wird schnell feststellen, das auch bei dieser Diode die ganze Spannung abfällt. Die Diode sperrt also. |