Die Bezeichung Diode wurde ursprünglich für Elektronenröhren mit zwei Elektroden verwendet, später für das Halbleiter-Bauteil mit dem selben elektrischen Verhalten. "Di" wegen zwei und "ode" vermutlich wegen Elektrode, auch wenn bei Wikipedia was anderes steht (Es gibt bei den Elektronenröhren z. B. auch Trioden mit drei oder Pentoden mit fünf Elektroden).

Eine Diode sperrt den Stromfluss in einer Richtung und erlaubt ihn in der anderen. Als diskretes Bauteil besitzen (Halbleiter-) Dioden i.d.R. einen aufgedruckten Ring, der die Kathode kennzeichnet. Liegt an diesem Anschluss eine negative Spannung, ist die Diode in Durchlassrichtung geschaltet, d.h. sobald die Durchlass-Spannung überschritten wird, setzt der Stromfluss ein. Bei der umgekehrten Polarität "sperrt" die Diode den Stromfluss.

Beim Betrieb von Dioden sind insbesondere drei wichtige Kenngrößen zu beachten:

• max. Durchlassstrom (temperaturabhängig) in Durchlassrichtung,
• max. Sperrspannung in Sperrrichtung und
• größte zulässige Verlustleistung aufgrund des Spannungsabfalls in Durchlassrichtung.

Das Überschreiten der zulässigen Grenzwerte führt zur Überlastung der Diode.

Dioden werden in elektronischen Schaltungen sehr häufig und zu ganz unterschiedlichen Zwecken eingesetzt, z. B.

• zur Gleichrichtung,
• als Spannungsreferenz (siehe auch Z-Diode),
• als elektrisch veränderliche Kapazität (Varaktor), oder
• zum Schutz gegen falsche Polung und Überspannung (Beispiel: Freilaufdiode).

Dioden mit der letzteren Funktion sind heute auch oft in ICs wie Mikrocontrollern integriert und helfen, die Ein- und Ausgangs-Pins dieser teilweise sehr teuren Bauelemente vor moderater Fehlbehandlung zu schützen.

Eine Sonderform der Dioden sind LEDs, die elektrisch zwar auch Diodenverhalten besitzen, deren eigentlicher Zweck aber die Erzeugung von sichtbarem oder infrarotem Licht ist.

[Bearbeiten] Z-Diode

Dieses ehemals Zener-Diode genannte Bauteil ist eine spezielle Sorte einer Halbleiter-Diode, die produktionstechnisch so ausgelegt sind, dass sie nach Überschreiten der Durchbruchsspannun unbeschadet einen bestimmten Strom in Sperrichtung aushalten. Sie machen sich dabei den sog. Lawineneffekt zunutze:

Halbleiter haben grundsätzlich die Eigenschaft, ab einer bestimmten Schwellspannung einen Stromfluss zu ermöglichen, was auch bei Z-Dioden der Fall ist. Sie sind damit wie normale Siliziumdioden verwendbar. In Sperrichtung können sie aber nicht so hohe negative Spannungen sperren, (-> Durchbruch- oder Sperrspannung) - besitzen dafür aber eine besonders scharf definierte Durchbruchspannung, die einen abrupten Stromfluss ermöglicht. Dieser Effekt wird nach dem Entdecker Zener-Effekt genannt und ist bis ca. 5 V dominierend. Danach überweigt der Lawineneffekt. Diese Effekte treten auch bei Leuchtdioden und Diodenstrecken in Transistoren auf, sind dort aber nicht der angestrebte Arbeitspunkt, da dies zur Zerstörung der Bauteile führt.

Die Durchbruchspannung - auch Z-Spannung genannt - kann zur Spannungsstabilisierung verwendet werden und ist bei diesem Diodentyp der normale Arbeitspunkt.

Als Spannungsreferenz sind Band-Gap Referenzen einer Z-Diode wegen ihrer Temperatur-Drift von 20mV/K vorzuziehen.

Z-Dioden werden neben der Anwendung in Spannungs-Stabilisierungs-Schaltungen auch gerne als Spannungsbegrenzer eingesetzt. Beispiel: RS232-Pegel => TTL-Pegel (+-15V => 5.6V/-0.6V), das sind zwar die Maximalwerte von typischen Logik-Eingängen, funktioniert aber meist tadellos. Z-Dioden müssen immer mit einer Strombegrenzung betrieben werden, praktisch ist das meist ein Vorwiderstand.

[Bearbeiten] Siehe auch

• Dioden-Übersicht

[Bearbeiten] Weblinks

• Diode bei Wikipedia