Diode

Eine Diode (griech.: di zwei, doppelt; hodos Weg) ist ein elektrisches Bauelement, das Strom nur in einer Richtung passieren lässt und in der anderen Richtung wie ein Isolator wirkt.

Dioden bewirken eine Gleichrichtung von Wechselspannung, vergleichbar einem Rückschlagventil in einer Wasserleitung. Sie besitzen eine nichtlineare Kennlinie im Strom-Spannungs-Diagramm; außerdem ist diese Kennlinie bei positiven und negativen Spannungen meist stark asymmetrisch.

Eigenschaften

Strom-Spannungs-Charakteristik

Diodenstrom

$I_{D}=I_{S}\left(e^{\frac {U_{D}}{U_{T}}}-1\right)$

Thermospannung

$U_{T}={\frac {kT}{e_{0}}}$

Temperaturabhängingkeit der Strom-Spannungs-Charakteristik

Diodenstrom

$I_{D}(T)=I_{S}(T)\left(e^{\frac {U_{D}}{U_{T}(T)}}-1\right)=I_{S}(T)\left(e^{\frac {e_{0}U_{D}}{kT}}-1\right)$

Temperaturabhängiger Sperrstrom

$I_{S}(T)=I_{S}(T_{0})e^{\lambda (T-T_{0})}$

Tempabhängiger Diodenstrom

$I_{D}(T)=I_{S}(T)\cdot e^{\lambda (T-T_{0}}\left(e^{\frac {e_{0}U_{D}}{kT}}-1\right)$

Differenz im Diodenstrom

$\triangle I_{D}(T)=I_{D}(T)-I_{D}(T_{0})=I_{D}(T_{0})\left({\frac {exp({\frac {T_{0}\cdot U_{D}}{T\cdot U_{T}(T_{0})}}-1)}{exp({\frac {U_{D}}{U_{T}(T_{0})}}-1)}}\cdot e^{\lambda (T-T_{0}}-1\right)$

Differenz in der Diodenspannung

$\triangle U_{D}(T)=U_{D}(T)-U_{D}(T_{0})=\left({\frac {U_{D}(T_{0})}{T_{0}}}-\lambda \cdot U_{T}(T_{0})\cdot {\frac {T}{T_{0}}}\right)\cdot (T-T_{0})$

Vereinfachter Temperaturdrift

$d_{T}=-\lambda \cdot {\frac {U_{T}(T_{0})T}{T_{0}}}=-\lambda \cdot U_{T}(T)$

Definitionen

• $I_{D}\;$ : Diodenstrom
• $I_{S}\;$ : Sperrstrom
• $U_{D}\;$ : Diodenspannung
• $U_{T}\;$ : Thermospannung
• $e_{0}\;$ : Elementarladung $1,602189\cdot 10^{-19}As\;$
• $k\;$ : Bolzmannkonstante $1,38066\cdot 10^{-23}{\frac {Ws}{K}}\;$
• $T\;$ : Temperatur
• $\lambda \;$ : Temperaturbeiwert $Si=0,13...0,16K^{-1}\;$
• $d_{T}\;$ : Temperaturdrift

Siehe auch

• Backward-Diode
• Esaki-Diode
• Fotodiode
• Kapazitäts-Diode
• LED
• Schottky-Diode
• Tunnel-Diode
• Z-Diode