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Dioden lassen den Strom nur in eine Richtung fließen.


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Dioden

Typ Bezeichnung Fluss-
 spannung
Strom
 max
Sperr-
 spannung
Sperrstrom
 @ Spannung
Gehäuse
Silizium 1N4148 1V 150mA 100V 50nA @ 20V DO-35
Silizium 1N4148WS 1V 150mA 100V 50nA @ 20V SOD-232
Silizium 1N4001 1V 1A 50V 5µA @ 50V DO-41
Silizium 1N4004 1V 1A 400V 5µA @ 400V DO-41
Silizium 1N4007 1V 1A 1000V 5µA @ 1000V DO-41
Silizium 1N5404 1,2V 3A 400V 10µA @ 400V DO-201AD
Silizium BYT79-500 1,0V 15A 500V 5µA @ 500V TO-220
Schottky BAT42 0,8V 200mA 100V 0,5µA @ 50V DO-35
Schottky 1N5817 0,45V 1A 20V 50µA @ 5V DO-41
Schottky PMEG4010BEA 0,4V 1A 40V 7µA @ 10V SOD-323
Schottky MBR1045 0,5V 5A 45V 20µA @ 20V TO-220
Schottky SBX2040-3G < 0,45V 5A 40V <100µA @ 40V DO-201
LED rot, 3mm 1,8V 20mA 5V 10µA @ 5V LED 3mm
Z-Diode ZF 5,6 0,6V 50mA 5,6V 10µA @ 4V DO-35

Dioden sperren in einer Richtung.

  • In Durchlassrichtung fällt an einer Diode eine Flussspannung ab.
  • In Sperrrichtung fließt ein kleiner Sperrstrom.
  • Dioden für höhere Ströme, über 1A, werden Gleichrichterdioden genannt.
  • Die Flussspannung ist für den maximalen Strom angegeben.
  • Ströme über 1A sind nur bei optimaler Kühlung zulässig.
  • Die Sperrspannung ist die maximal zulässige Spannung in Sperrrichtung.
  • Die Schottky-Diode PMEG4010BEA hat bei kleinen Strömen eine besonders geringe Flussspannung.

Symbol

Dioden.png
Symbole von Dioden

Wirkung

Der Strom fließt nur in der eingezeichneten Richtung von Plus nach Minus. Er fließt nur von der Anode zur Kathode.

Spezielle Dioden

  • Z-Dioden sind spezielle Dioden,
    die bei einer bestimmten Spannung in Sperrrichtung leitend werden.
  • LED sind spezielle Dioden,
    die Licht aussenden, wenn Strom fließt.

Kennlinien

Diodenkennlinie.png
Bild 1: Kennlinien einiger Dioden

Bild 1 zeigt die Kennlinien von Dioden in Durchlassrichtung. Diese Spannung wird Flussspannung genannt.

Kennlinien sind im Praktikum Kennlinien beschrieben.

1N4148

Dioden-Kennlinie_1N4148.png
Bild 2: Kennlinie einer 1N4148

Die Kennlinie (2) ist die typische Kennlinie einer 1N4148. Aufgrund von Exemplarstreuungen kann die Kennlinie aber auch (3) entsprechen. Wenn die 1N4148 heiß ist (175°C), gilt die Kennlinie (1).

Dioden-Kennlinie_1N4148-log.png
Bild 3: Logarithmische Kennlinie einer 1N4148

Der Strom ist nicht gleichförmig (linear), sondern gespreizt (logarithmisch) dargestellt. Dadurch kann ein großer Strombereich dargestellt werden.

Sperrstrom

Wenn eine Diode in Sperrrichtung betrieben wird, fließt ein kleiner Strom, der Sperrstrom.

  • Kleine Siliziumdioden wie die 1N4148 haben einen Sperrstrom von weniger als 0,1µA.
  • Gleichrichterdioden wie die 1N4007 haben einen Sperrstrom von etwa 10µA.
  • Schottky-Dioden haben einen höheren Sperrstrom als Siliziumdioden.
  • Der Sperrstrom nimmt bei höheren Temperaturen zu.
  • Der typische Sperrstrom ist für 25°C angegeben.
  • Eine Faustregel besagt, dass sich der Sperrstrom alle 25°C verdoppelt.

Gehäuse

DO35.png
DO-35-Gehäuse (Glas) mit 4mm Länge

Der weiße/schwarze Ring ist die Kathode.

DO41.png
DO-41-Gehäuse (Kunststoff) mit 6mm Länge

Das DO-201AD-Gehäuse (Kunststoff) mit 9mm Länge

Der weiße Ring ist die Kathode.

TO220.png
TO-220-Gehäuse

Das TO-220-Gehäuse besteht aus Kunststoff und hat eine Kühlfahne. Die Anschlussbelegung ist nicht einheitlich. Meistens ist der mittlere Anschluss (b) mit der Kühlfahne (d) verbunden. Die Anschlüsse haben einen Abstand von 2,54mm.

Bei der MBR1045 und BYT79-500 fehlt der Anschluss b. Die Anode ist am Anschluss c. Die Kathode befindet sich an am Anschluss a und an der Kühlfahne d.

SOD-323.png
SMD-Gehäuse SOD-323

Die Kathode ist weiß gekennzeichnet.

Regeln

  • Durch eine Diode fließt der Strom nur in Pfeilrichtung.
  • Eine Ausnahme bilden die Z-Dioden. Sie lassen ab einer bestimmten Sperrspannung Strom fließen.
  • An der Anode muss Plus liegen, wenn Strom fließen soll.
  • Der Farbring zeigt nach Minus, wenn die Diode leiten soll.
  • Die 1N4004 ist das Arbeitstier der Elektroniker.
  • Sie kann mit bis zu 1A belastet werden.
  • Die 1N5004 eignet sich für Ströme bis 3A.
  • Ab 1A müssen die Anschlussdrähte gekühlt werden.

Die Drähte werden so kurz wie möglich in eine Leiterplatte mit Kupferfläche eingebaut.

  • Die 1N4148 wird gerne verwendet, weil sie so klein ist. Sie wird immer dann eingesetzt, wenn es um kleine Ströme von wenigen mA geht.
  • Die 1N4148WS ist eine 1N4148 im SMD-Gehäuse.
  • Eine Schottky-Diode wird verwendet, wenn hohe Ströme fließen und die Verluste gering sein sollen.
  • Eine Schottky-Diode wird verwendet, wenn Eingänge gegen negative Spannungen geschützt werden müssen.
  • Geeignet ist z.B. die BAT42.
  • Eine Diode erzeugt Verluste, wenn ein Strom fließt. An ihr fällt eine Spannung ab, die Flussspannung.
  • Bei relativ kleinen Strömen unter Imax / 10 beträgt die Flussspannung einer Silizium-Diode etwa 0,6V.
  • Bei relativ kleinen Strömen unter Imax / 10 beträgt die Flussspannung einer Schottky-Diode etwa 0,3V.
  • Schottky-Dioden sind teurer als Silizium-Dioden.
  • Dioden im TO-220-Gehäuse können ohne Kühlung mit bis zu (Silizium: 2A), (Schottky: 4A) betrieben werden.
  • In Sperrrichtung fließt ein geringer Sperrstrom durch die Diode.
  • Der Sperrstrom einer Schottky-Diode ist größer als der einer Silizium-Diode.