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.
Strom-Spannungs-Charakteristik Diodenstrom
I
D
=
I
S
(
e
U
D
U
T
−
1
)
{\displaystyle I_{D}=I_{S}\left(e^{\frac {U_{D}}{U_{T}}}-1\right)}
Thermospannung
U
T
=
k
T
e
0
{\displaystyle U_{T}={\frac {kT}{e_{0}}}}
Temperaturabhängingkeit der Strom-Spannungs-Charakteristik Diodenstrom
I
D
(
T
)
=
I
S
(
T
)
(
e
U
D
U
T
(
T
)
−
1
)
=
I
S
(
T
)
(
e
e
0
U
D
k
T
−
1
)
{\displaystyle 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
λ
(
T
−
T
0
)
{\displaystyle I_{S}(T)=I_{S}(T_{0})e^{\lambda (T-T_{0})}}
Tempabhängiger Diodenstrom
I
D
(
T
)
=
I
S
(
T
)
⋅
e
λ
(
T
−
T
0
(
e
e
0
U
D
k
T
−
1
)
{\displaystyle 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
△
I
D
(
T
)
=
I
D
(
T
)
−
I
D
(
T
0
)
=
I
D
(
T
0
)
(
e
x
p
(
T
0
⋅
U
D
T
⋅
U
T
(
T
0
)
−
1
)
e
x
p
(
U
D
U
T
(
T
0
)
−
1
)
⋅
e
λ
(
T
−
T
0
−
1
)
{\displaystyle \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
△
U
D
(
T
)
=
U
D
(
T
)
−
U
D
(
T
0
)
=
(
U
D
(
T
0
)
T
0
−
λ
⋅
U
T
(
T
0
)
⋅
T
T
0
)
⋅
(
T
−
T
0
)
{\displaystyle \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
=
−
λ
⋅
U
T
(
T
0
)
T
T
0
=
−
λ
⋅
U
T
(
T
)
{\displaystyle d_{T}=-\lambda \cdot {\frac {U_{T}(T_{0})T}{T_{0}}}=-\lambda \cdot U_{T}(T)}
Definitionen
I
D
{\displaystyle I_{D}\;}
I
S
{\displaystyle I_{S}\;}
U
D
{\displaystyle U_{D}\;}
U
T
{\displaystyle U_{T}\;}
e
0
{\displaystyle e_{0}\;}
1
,
602189
⋅
10
−
19
A
s
{\displaystyle 1,602189\cdot 10^{-19}As\;}
k
{\displaystyle k\;}
1
,
38066
⋅
10
−
23
W
s
K
{\displaystyle 1,38066\cdot 10^{-23}{\frac {Ws}{K}}\;}
T
{\displaystyle T\;}
λ
{\displaystyle \lambda \;}
S
i
=
0
,
13...0
,
16
K
−
1
{\displaystyle Si=0,13...0,16K^{-1}\;}
d
T
{\displaystyle d_{T}\;}
