1.2. Strom und Spannung - fbi.h

1.2. Strom und Spannung
Aus dem Mooresche Gesetz ergeben sich bis heute die folgenden Konsequenzen1 :
• Verdopplung der Schaltkreise pro Chip alle 18 Monate (1975 von Moore formuliert, ursprünglich sagte Moore 1965 die Verdopplung alle 12 Monate voraus).
• Die Verarbeitungsleistung der Prozessoren verdoppelt sich alle 1,5 Jahre.
• Vervierfachung der Speichergröße alle 3 Jahre.
• Verdopplung der Speicherleistung alle 10 Jahre.
• Doppelte Leistung zum gleichen Preis in weniger als zwei Jahren.
Ein Gefühl für die unvorstellbare Menge an Schaltkreisen, welche in Schaltkreisen existieren,
zeigt das nachfolgende Beispiel 2 :
Beispiel 1.1. 42 Jahre nachdem Moore sein Exponentialgesetz der Mikroelektronik formuliert
hat, ist die Summe aller in einem Jahr produzierten Transistoren auf mehr als eine Trillion
(1018 ) Stück angewachsen. Dabei sind alle „verbauten“ bipolaren und unipolaren Transistoren
gerechnet.
Zum Vergleich: Wissenschaftler der Australian National University schätzen die Anzahl aller
Sandkörner in den Wüsten und an den Stränden der Erde auf rund 70 Trillionen (70 · 1018 )
[cs07]
1.2. Strom und Spannung
Dieses Kapitel führt kurz in die Elektrizitätslehre ein, bzw. wiederholt einige Ihnen bereits bekannte Begriffe und Zusammenhänge. Eine gute Übersicht bietet [KSW06].
Beginnen wir zuerst mit den Definitionen von Spannung und Strom:
Die gerichtete Bewegung von elektrischen Ladungsträgern bezeichnet man als elektrischen
Strom.
Der elektrische Strom I ist die Ladungsmenge dQ, die in einem Zeitabschnitt dt den Leitungsquerschnitt durchfließt.
I=
dQ
dt
[A]
(1.1)
1
Diese Angaben in dieser Auflistung sind an vielen Stellen zu finden, aktuelle Basisdaten beispielsweise unter
[ITR]
2
Eine vergleichbare Entwicklung in der Luftfahrt würde folgendes bedeuten: 1978 hat ein Flug von New York
nach Paris 900 $ gekostet und 7 Stunden gedauert. 2003 wäre man bei Kosten von nur 1 ¢ in nur einer 1/4 min in
Paris gewesen [Int].
ver.2.05 pre 24. März 2009 (Kap.1-4, 8))
3
B
1. Grundlagen der Elektronik
Die Einheit des elektrischen Stroms I ist Ampère, Symbol A
Die elektrische Spannung U ist die treibende Kraft, welche die Ladungsbewegung und damit
den Strom I verursacht.
B
Die Einheit der elektrischen Spannung U ist Volt, Symbol V
Einige Eigenschaften von Spannung U und Strom I werden wir im folgenden Absatz kennen
lernen – sie werden auch als die Kirchhoffschen Sätze bezeichnet.
1.2.1. Das Kirchhoffsche Gesetz
Bild 1.3.: Knotenregel
Bild 1.4.: Maschenregel
Betrachten wir in Abb. 1.3 die Summe aller Ströme, welche in den Knoten hinein- beziehungsweise hinausfließen, so erhalten wir den folgenden Satz:
1. Kirchhoffschen Satz: Die Summe aller in einem Knotenpunkt zusammenlaufenden Ströme
ist Null
n
X
Ii = 0
(1.2)
i=1
Der 1. Kirchhoffschen Satz, den Gleichung 1.2 mathematisch beschreibt, kann auch wie folgt
ausgedrückt werden:
4
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1.2. Strom und Spannung
Die Summe der zum Knoten hineinfließenden Ströme ist gleich der Summe der abfließenden
Ströme.
Abbildung 1.4 zeigt eine Masche, in der wir die Spannungen betrachten; für diese gilt Gleichung 1.3 mit dem folgenden Satz:
2. Kirchhoffschen Satz: Die Summe aller Spannungen in einer Masche ist Null
n
X
Ui = 0
(1.3)
i=1
Betrachten wir nun im Folgenden ein einfachen Netzwerk (Abb. 1.5 u. 1.6) und beschreiben
mit Hilfe des Kirchhoffschen Gesetzes, d.h. der Knoten- und der Maschenregel, alle Ströme
und Spannungen. Zusammen mit dem Ohmschen Gesetz, Kap.1.2.2 können wir dann sogar alle
Ströme und Spannungen aus den Widerständen Ri und der angelegten Spannung U0 berechnen.
Bild 1.5.: Netzwerk-Knoten
Bild 1.6.: Netzwerk-Maschen
Für Abb. 1.5, welche die Knoten unseres Netzwerkes betrachtet, lassen sich die Ströme In ,
und für Abb. 1.6, welche die Maschen unseres Netzwerkes betrachtet, lassen sich die Spannungen Un wie folgt berechnen:
I0 = I1 + I3
−U0 + U1 + U2 = 0
I2 = I1 + I3
−U1 + U3 = 0
Daraus folgt, dass gilt: I2 = I0 , sowie U0 = U1 + U2 und U1 = U3 .
1.2.2. Widerstand und Ohmsches Gesetz
Der Strom an einem Verbraucher ist abhängig von der Größe der treibenden Spannung.
Sind die Eigenschaften des Verbrauchers unabhängig von dem durch ihn fließenden Strom,
spricht man von einem ohmschen Widerstand und es gilt das ohmschen Gesetz:
ver.2.05 pre 24. März 2009 (Kap.1-4, 8))
5
1. Grundlagen der Elektronik
Der Strom ändert sich proportional zur Spannung. Den Proportionalitätsfaktor R nennt man
elektrischen Widerstand mit der Einheit Ohm und dem Formelzeichen Ω3 . [KSW06]
Bei einer gegebenen Spannung U ist der Strom I durch
den Widerstand R begrenzt. Man kann dies auch wie folgt
ausdrücken: Bei einem gegebenen Strom I fällt am Widerstand R die Spannung U ab.
U =R·I
R=
U
I
I=
U
R
(1.4)
Bild 1.7.: Widerstand
Die Formel für den Widerstand und deren Umformung
lässt sich gut mit einer Eselsbrücke merken, welche als Abbildung C.1 im Anhang auf Seite 245
zu finden ist.
B
Den Quotienten R aus Spannung und Strom nennt man den elektrischen Widerstand.
Die Einheit des Widerstands R ist das Ohm, Symbol Ω
Die SI-Einheit für das Ohm ist Ω = Volt/Ampere = V/A
V U
R=
[Ω] =
I
A
1.2.3. Reihen- und Parallelschaltung
Für die Betrachtung von Schaltkreisen sind die Parallelschaltung von Bauelementen und die
Reihenschaltung von Bedeutung.
B
Reihenschaltung: In Reihe geschaltete Bauelemente sind vom selben Strom durchflossen
.
B
Parallelschaltung: Parallel geschaltete Bauelemente liegen an derselben Spannung.
3
6
griech. Buchstabe Omega, gesprochen „Omega“
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1.2. Strom und Spannung
Bild 1.8.: Reihenschaltung von Widerständen
Bild 1.9.: Parallelschaltung von Widerständen
Betrachten wir zuerst die Reihenschaltung von Widerständen in Abbildung 1.8. Wir wollen
den Gesamtwiderstand Rges der Anordnung berechnen. Aus dem ohmschen Gesetz (Gl. 1.4)
wissen wir, dass bei gegebenem Strom I am Widerstand Ri die Spannung Ui abfällt, siehe Abb.
1.7. Die Maschenregel (Abb. 1.4, S. 4) besagt nun, dass die Summe der Spannungen in einer
Masche gleich Null ist. Daher gilt:
Rges · I = U
n
X
=
Ui
i=1
n
X
=I
Ri
= R1 I + R2 I + · · · + Rn I
= I · (R1 + R2 + · · · Rn )
i=1
Daraus folgt für den Gesamtwiderstand einer Serienschaltung von Widerständen:
Rges =
n
X
(1.5)
Ri
i=1
In einer Serienschaltung von Widerständen ist der Gesamtwiderstand gleich der Summe der
Einzelwiderstände
Nun betrachten wir die Parallelschaltung von Widerständen in Abbildung 1.9. Auch hier wollen wir wieder den Gesamtwiderstand Rges der Anordnung berechnen. Die Knotenregel (Abb.
1.3, S. 4) besagt nun, dass die Summe der Ströme an einem Knoten gleich Null ist. Daher gilt
ver.2.05 pre 24. März 2009 (Kap.1-4, 8))
7
1. Grundlagen der Elektronik
nach dem ohmschen Gesetz (Gl. 1.4):
U
= Iges
Rges
n
X
=
Ii
= I1 + I2 + · · · + In
i=1
=U
n
X
1
R
i=1 i
=U ·(
1
1
1
+
+ ··· + )
R1 R2
Rn
Daraus folgt für den Gesamtwiderstand einer Parallelschaltung von Widerständen:
n
X 1
1
=
Rges i=1 Ri
(1.6)
In einer Parallelschaltung von Widerständen ist der Kehrwert des Gesamtwiderstands gleich
der Summe der Kehrwerte der Einzelwiderstände
Den Kehrwert eines Widerstands nennt man auch dessen Leitwert
Eine wichtige Anordnung aus zwei Widerständen ist der Spannungsteiler.
Dabei sind zwei Widerstände in Serie an die Eingangsspannung geschaltet, die Ausgangsspannung wird in der Mitte zwischen beiden Widerständen abgegriffen, daher der Name. Der Strom durch die beiden Widerstände ist bestimmt
durch I = URi = R1U+R2 . Die gesuchte Ausgangsspannung Ua
ist gleich der Spannung, welche an R2 abfällt, also Ua =
I · R2 . Damit ergibt sich die Gleichung für einen Spannungsteiler:
Bild 1.10.: Spannungsteiler
Ua = Ui
R2
R1 + R2
(1.7)
1.2.4. Leistung und Energie
Die Begriffe Leistung und Energie spielen in der Technik eine große Rolle. Einerseits in Bezug
auf die Energieversorgung, andererseits auf die Leistung. Auch beispielsweise die, welche im Inneren von technischen Anwendungen ohne Nutzen verbraucht wird, nämlich die Verlustleistung.
Dieses Kapitel stellt auch den Bezug zwischen Leistung und Energie her, und stellt als Exkurs
auch einen Zusammenhang zu anderen Energieformen – als der elektrischen – her.
8
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1.3. Aktive und passive Bauelemente
1.3.3. Kapazität
Neben Widerständen sind Kondensatoren die wichtigsten passiven Bauelemente.
Der Kondensator ist ein ladungsspeicherndes Element, bestehend aus zwei Elektroden, die durch ein nicht-leitendes
Dielektrikum voneinander getrennt sind, siehe [Roh83].
Wir werden nur kurz auf einige wenige Aspekte eingehen,
bei weiterem Interesse sei auf die Literatur verwiesen, siehe
auch Anhang B ab Seite 241.
Bild 1.15.: Symbol Kondensator
Um erst einmal ein Gefühl dafür zu bekommen, was ein
Kondensator eigentlich ist, betrachten wir das folgende Beispiel:
Beispiel 1.7. Stellen wir uns einen Fahrradreifen vor, welchen wir mit einer Luftpumpe aufladen. Je mehr wir den Reifen mit Luft aufladen um so mehr steigt der Druck (Spannung) im
Reifen.
Wir könnten uns so etwas wie einen Quotienten aus Druck und Luftmenge ausdenken und
diesen als Kapazität des Reifens definieren.
Das scheint durchaus Sinn zu machen: Ein Autoreifen hätte demnach eine viel größere Kapazität als ein Fahrradreifen. Und um einen gleichen Druck zu erreichen, müssten wir viel öfter
pumpen.
Die Kapazität C eines Kondensators ist der Quotient aus Ladung Q und Spannung U, siehe
Gl. 1.25.
C=
Q
U
(1.25)
Die Einheit der Kapazität C ist das Farad, Symbol F
Die SI-Einheit für das Farad ist F = Amperesekunde/Volt = As/V
Weil der Strom die Änderung der Ladung mit der Zeit ist, also I(t) =
gilt
I(t) =
dU(t)
dQ
=C
dt
dt
dQ
dt
und wegen Q = C · U,
(1.26)
ver.2.05 pre 24. März 2009 (Kap.1-4, 8))
17
B
1. Grundlagen der Elektronik
1.3.6. Auf- und Entladung von Kapazitäten
In diesem Abschnitt7 wird die Auf- und Entladung von Kapazitäten an Gleichspannungsquellen
diskutiert.
Ausgangspunkt ist die Reihenschaltung eines OhmR
schen Widerstandes mit einer Kapazität wie in Abbildung 1.20 gezeigt. Wir wollen nun den Prozess
+5V
der Aufladung des Kondensators C betrachten, wenn
C
zum Zeitpunkt t = t0 für die Spannung am Kondensator Uc gilt UC (t) = 0V. Die Versorgungsspannung sei U B = 5V. Nun soll untersucht werBild 1.20.: Reihenschaltung von Kondensa- den wie der zeitlich Verlauf der Spannung am Kontor und Ohmschen Widerstand densator UC ist, wenn die Versorgungsspannung
an einer Gleichspannungsquelle zum Zeitpunkt t0 eingeschaltet wird. Für die zeitliche Entwicklung der Spannung am Kondensator
gilt, wobei e die Eulersche Zahl8 ist.
UC (t) = U B (1 − e−t/RC )
(1.30)
Eine Analyse der Struktur des Ausdrucks zeigt, dass sich die Spannung am Kondensator im
Zeitverlauf der Versorgungsspannung nähern wird. Es liegt ein Exponentialgesetz vor mit der
sogenannten e-Funktion. Siehe hierzu Anhang A.1.1. Mit U B = 5V, R = 200kΩ und C =
100µF ergibt sich der in Abbildung 1.21 gezeigte Verlauf einer Aufladung. Eine erste qualitative
UC [V ]
5
UC [V ]
5
4
4
3
3
2
2
1
1
0
0
20
40
60
80
100
120
t [s]
Bild 1.21.: Aufladung eines Kondensators
0
0
20
40
60
80
100
120
t [s]
Bild 1.22.: Aufladung eines Kondensators
zum Zeitpunkt der Zeitkonstante
Analyse der Abbildung zeigt, dass sich die Spannung am Kondensator tatsächlich im Zeitverlauf
der Versorgungsspannung nähert. Für t = R·C ergibt sich der Exponent des zweiten Terms in der
Klammer zu −1. Diese systemspezifische Zeit wird als Zeitkonstante τ der Schaltung bezeichnet.
Für unsere oben spezifizierte Schaltung ist τ = 20s. Wir können wir für t = 20s die Spannung
7
8
20
Autor: Prof. Dr. Klaus Kasper, h_da, FbI
e = 2.718281828. . .
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1.3. Aktive und passive Bauelemente
am Kondensator zu
UC (20s) = U B (1 − e−20s/100kΩ∗200µF )
= U B (1 − e−1 )
= U B (1 − 1/e)
= U B − 1/e ∗ U B
' 3, 16V
berechnen. Der Kondensator ist nach 20s auf ca 63,2% der Versorgungsspannung aufgeladen.
In Abbildung 1.22 sind zur Veranschaulichung der Ausführungen τ und UC (τ) eingezeichnet.
Bei der Zeitkonstanten τ handelt es sich offensichtlich um eine schaltungspezifische Konstante,
die in einfacher Weise für eine reale Schaltung empirisch ermittelt werden kann. Aus der Kenntnis der Zeitkonstanten und der Größe eines Bauelements unserer Schaltung aus Abbildung 1.20
kann somit die Größe des zweiten Schaltungselements, sei es nun die Kapazität oder der Ohmsche Widerstand, in einfacher Weise ermittelt werden. Uns stellt sich nun die Frage nach welcher
Zeit t wir davon ausgehen können, dass ein Kondensator vollständig geladen ist. Nach einer Zeitspanne t = 5 · τ beträgt die Spannung am Kondensator ca. 99,3% der Versorgungsspannung; dies
bezeichnet man als vollständig aufgeladen.
In realen Systemen gelingt es nicht die Flächen eines Kondesators vollständig elektrisch zu
isolieren. Daher kommt es immer zu einer spontanen Entladung eines Kondensators.
Dies ist auch die Ursache für die NotwenUC [V ]
5
digkeit von Refreshzyklen für Dynamische RAM4
Bausteine (DRAM), siehe Kapitel 5.3. Wird
der Kondensator als Energiespeicher verwen3
det, so erfolgt die Entladung über einen elek2
trischen Verbraucher – beispielsweise eine LED1
Fahrradlampe im Standlichtbetrieb.
Mit
0
0
20
40
60
80
100
120
t [s]
UC (t) = U0 (e−t/RC ).
(1.31)
wird der zeitliche Verlauf der Spannung am
Bild 1.23.: Entladung eines Kondensators
Kondensator während der Entladung beschrieben.
Wenn wir annehmen, dass unsere Schaltung aus Abbildung 1.20 kurzgeschlossen wird – die
Spannungsquelle also aus der Schaltung entfernt wird und die beiden Anschlüsse direkt verbunden werden, ergibt sich die in Abbildung 1.23 gezeigte Entladekurve unserer Schaltung. Die
Spannung am Kondensator zum Zeitpunkt t = 0 ist U0 . Die Entladung hat die selbe schaltungsspezifische Zeitkonstante τ wie die Aufladung. Ein Kondensator ist nach der Zeitkonstanten τ
bis auf 1/e-tel der Ausgangsspannung entladen. In unserem Beispiel liegt am Kondensator nach
der Zeitkonstanten τ noch eine Spannung von ca. 1,84 V an. Aus der Entladekurve kann daher
in analoger Weise zur Auswertung der Aufladekurve die Größe eines unbekannten Schaltungselements bestimmt werden.
Übung 1.1. Bitte zeigen Sie mit Hilfe des internationalen Einheitensystems (SI-Systems), dass die
Einheit des Ausdrucks R · C eine Zeit, gemessen in Sekunden, ist.
ver.2.05 pre 24. März 2009 (Kap.1-4, 8))
21
1. Grundlagen der Elektronik
Eine normale Dotierung beträgt bei
n-leitend 1 Donator auf 107 Si-Atome
p-leitend 1 Akzeptor auf 106 Si-Atome [Wika]
Besonders interessant werden die dotierten Halbleiter, wenn man sie miteinander kombiniert.
Dies werden wir im folgenden Abschnitt 1.3.11 und beim bipolaren Transistor in Kapitel 1.3.14
kennen lernen.
1.3.11. Halbleiter-Übergang
Grenzen in einem Kristall eine n- und eine p-leitende Zone aneinander, so diffundieren freie
Elektronen in Richtung ihres Konzentrationsgefälles aus dem n-leitenden teil in den p-leitenden
Teil. Umgekehrt diffundieren Löcher aus der p- in die n-Zone [Roh83]. Der Übergang verarmt
an Ladungsträgern und es entsteht ein elektrisches Feld bzw. eine Spannung, welche weitere
Rekombination von Elektronen mit Löchern erschwert. Der n-p-Übergang verarmt an Ladungsträgern, siehe Abbildung 1.30.
Bild 1.29.: Durchlass
Übergang
am
p-n-
Bild 1.30.: Sperr-Richtung am p-nÜbergang
Dieser Effekt wird bei der Diode benutzt, welche wir im folgenden Abschnitt 1.3.12 kennen
lernen.
1.3.12. Diode
Bevor wir in die Details der Halbleiter-Diode gehen, verwenden wir zuerst ein mechanisches
Modell für Spannung und Strom an Hand Elementen in einem (geschlossenen) Wasserkreislauf.
Betrachten wir zuerst eine Wasserleitung. Dann können wir den Wasserdruck mit der elektrischen Spannung U und die Wassermenge, die durch einen bestimmten Querschnitt fließt, mit
dem elektrischen Strom I in Verbindung bringen.
Der einfachste Fall ist eine Verengung in der Wasserleitung, wie in Abbildung 1.31 zu sehen
ist.
Die Verengung stellt für den Druck einen Widerstand dar. Wie wir im Kapitel 1.3.2 über
den ohmschen Widerstand bereits gesehen haben, besteht zwischen Strom und Spannung – im
Modell Druck und Wassermenge – ein linearer Zusammenhang, der vom Widerstandswert – hier
der Enge im Rohr – abhängt, siehe Abbildung 1.32. Man sieht auch, dass bei Umkehrung des
28
Student’s Copy FbI SS09
1.3. Aktive und passive Bauelemente
Bild 1.31.: Widerstand in Rohrleitung
Bild 1.32.: Druck-Fluß – SpannungStrom
Drucks in der Wasserleitung auch der Fluss in die andere Richtung geht, was im Diagramm als
ein negativer Druck dargestellt ist.
Sehen wir uns jetzt ein anderes Element in einem hydraulischen System – unserer Wasserleitung – an, ein Ventil. Es besteht, wie in Abbildung 1.33, aus einer Kugel, welche von einer Feder
in ihrem Ventilsitz gehalten wird.
Bild 1.33.: Ventil in Rohrleitung
Bild 1.34.: Ventil:
Druck-Fluß
Spannung-Strom
–
Wirkt der Druck von der rechten Seite her, kann kein Wasser fließen. weil die Kugel das Rohr
verschließt, Abb. 1.33 oben. Eine harte Kugel würde mit steigendem Druck sogar um so fester in
den Ventilsitz gepresst. Wirkt dagegen der Druck von der linken Seite her, kann Wasser fließen,
sobald der Druck der Feder überwunden ist, siehe, Abb. 1.33 unten. Je höher der Druck, um so
größer der Fluss.
Der Zusammenhang zwischen Fluss und Druck ist in Abbildung 1.34 dargestellt. Deutlich
kann man erkennen, dass das Ventil nur in die eine Richtung durchlässig ist, für die andere
Richtung des Drucks sperrt es. Man sieht auch, dass für die Überwindung des Drucks, welcher
durch die Ventilfeder verursacht wird, ein Mindestdruck erforderlich ist, damit Wasser fließen
beginnen kann – nennen wir diesen den Durchlassdruck.
Nach diesem kurzen Beispiel kehren wir wieder zu dem Übergang aus einem p- und einem
n-Halbleiter zurück. Das elekronische Bauteil, welches aus einem p-n-Übergang besteht, wird
Diode genannt.
ver.2.05 pre 24. März 2009 (Kap.1-4, 8))
29
1. Grundlagen der Elektronik
Bild 1.35.: Symbol Diode [Wika]
Bild 1.36.: Symbol
[Wika]
Leuchtdiode
Betrachten wir wieder den Übergang zwischen einem p- und einem n-leitenden Halbleiter wie
in Abbildung 1.29.
Bild 1.37.: Kennlinie
[Roh83]
Diode
Legt man an die p-leitende Seite, rechte Seite in der
Abbildung, eine positive und an die linke, n-leitende Seite eine negative Spannung, dann „fallen“ von der n-dotierten
Seite Elektronen aus dem Leitungsband in die Löcher des
Valenzbandes – sie rekombinieren. Durch die angelegte
Spannung werden von der rechten, n-leitenden Seite ständig Elektronen, von der linken, p-leitenden Seite Löcher
nachgeliefert. Es fließt ein Strom. Diese Richtung nennt
man die Durchlassrichtung der Diode.
Liegt die Spannung in umgekehrter Richtung an, wie
in Abbildung 1.30, so werden die Elektronen im Leitungsband des n-dotierten Halbleiters, und
die Löcher im Valenzband des p-dotierten Halbleiters in entgegengesetzte Richtung gezogen.
Der
p-n-Übergang verarmt an freien Ladungsträgern und es entsteht eine Sperrschicht. Diese wird
um so breiter, je höher die Spannung ist. Es kann, jedenfalls bis zu einer gewissen Grenze, kein
Strom fließen. Man nennt dies daher die Sperrrichtung der Diode.
Dennoch fließt auch in Sperrichtung ein sehr kleiner Strom, der von den Minoritätsladungsträgern verursacht wird. Es sind dies die Löcher im n-Leiter und Elektronen im p-Leiter. Wie
wir auch bereits gelernt haben, ist diese Leitfähigkeit stark temperaturabhängig.
Abbildung 1.35 zeigt das Schaltsymbol der Diode. Der Pfeil symbolisiert die Durchlassrichtung. Strom kann in Pfeilrichtung fließen, d.h. von ⊕ nach . Der Strich im Schaltsymbol zeigt
die Sperrichtung an 10 . Legt man positive Spannung auf der rechten Seite (Strich) und negative
an der linken (Pfeil), so sperrt die Diode, es kann kein Strom fließen, siehe Abbildung 1.37.
In Sperrichtung kann eine Diode die Spannung nur bis zu einer bestimmten, vom Bauteil abhängigen, Größe halten. Darüber hinaus wird die Sperrschicht mit Ladungsträgern überschwemmt.
Dieser Effekt verstärkt sich – es entsteht eine Lawine. Man sagt auch, die Diode „bricht durch“,
der Strom steigt stark an.
10
Für die Anschlüsse der Diode existieren die Bezeichnungen Anode, linke Seite in Abb. 1.35, und Kathode für
die rechte. Bei ⊕ an der Anode und an der Kathode ist die Diode durchlässig
30
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