Best Of Elektornik
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6. Spezielle Dioden

6.1 Zenerdiode

Zenerdioden sind Silizium Dioden mit speziellen Durchbruchsspannungen. Sie sind im Betrieb für Durchbruch gedacht.

6.1.1 Schaltsymbol

Schaltsymbol Zenerdiode

6.1.2 Kennlinie

Kennlinie Zenerdiode

6.1.3 Kenngrößen

6.1.3.1 Grenzdaten

Unterscheiden sich nicht wesentlich von normalen Dioden.

6.1.3.2 Kenndaten

  • Nennspannung UZN
    Die Spannung beim Nennstrom. Die Nennspannungswerte sind nach Normreihen abgestuft z.B. E24 bei der BZX83 (24 Werte pro Dekade)
    E6 ± 20%, E24 ± 5%
    Die Toleranz wird in der Bezeichnung durch einen Zusatzbuchstaben angegeben.
    A ± 1%, B ± 2%, C ± 5%, D ± 10%
  • Dynamischer Widerstand
    Im 10Ω Bereich
    Differenzieller Widerstand der Z-Diode. Im Arbeitsbereich sollte er möglichst klein sein
  • Sperrstrom
    IR < 2,1µA bei UR=4,7V
  • max. zulässiger Z-Strom IZmax siehe PTot
  • Temperaturkoeffizient von UZ

6.1.4 Spannungsstabilisierung mit Z-Dioden

Schaltung Spannungsstabilisierung Z-Diode

6.1.4.1 Funktion

Wenn UE > UZN begrenzt die Z-Diode die Spannung.
Die Differenz zwischen UE und Uz fällt dann an RV ab.

6.1.4.2 Dimensionierung

1. Fall: iL=0, uE(t)...uEmin, uEmax

Formel maximaler/minimaler Vorwiderstand Rvmax Rvmin

2. Fall: iL... iLmin, iLmax

Formel maximaler/minimaler Vorwiderstand Rvmax Rvmin

6.1.4.3 Glättungsfaktor G

Formel Glättungsfaktor

6.2 Kapazitätsdioden

Kapazitätsdioden sind Dioden, die mit speziell hoher Sperrschichtkapazität. Man nutzt bei ihnen die Kapazität und nicht die Gleichrichtwertung.

6.2.1 Schaltsymbol

Schaltsymbol Kapazitätsdiode

6.2.2 Anwendungen:

Abstimmung von Schwingkreisen (Funkempfänger,…)

6.3. Schottkydioden

6.3.1 Ohmscher Kontakt

Bringt man einen N-Halbleiter mit einem Metall in Kontakt, bei dem die Elektronen eine kleine Austrittsarbeit haben, als die im N-Halbleiter so wandern Elektronen von Metallen in den Halbleiter => es bildet sich keine Raumladungszone aus. Solche Metalle verwendet man für Halbleiteranschlüsse.

Austrittsarbeit = mittlere Energie die man Elektronen eines Stoffs damit sie den Stoff verlassen kann.

6.3.2 Schottky Kontakt

Hier ist die Austrittsarbeit in Metallen größer als im N-Halbleiter, daher wandern Elektronen von N-Halbleiter in das Metall. Im Halbleiter entsteht daher eine Raumladungszone. Der Kontakt verhält allmählich wie ein PN übergang.

6.3.3 Eigenschaften

  • Die Schleusenspannung ist kleiner als bei normalen Si-Dioden (0,2-0,3V)
  • Wesentlich kürzere Schaltzeiten, durch deutlich kleinere Diffusionskapazität
  • Schaltzeit = tRR ~ 100ps bei Schottky Dioden und ns-µs bei PN Dioden
  • Sperrstrom etwas größer als bei PN Dioden

Weitere Infos über Dioden finden Sie hier