Diode

Halbleiterdiode - Röhrendiode
(c) Friedrich Sick
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  • Der Einsatz von Halbleiterdioden ist vielfältig und hängt ab von
    • Halbleitermaterial
    • Aufbau
    • Dotierung
    Für energietechnische Probleme kommen heute fast ausschließlich Si-Dioden zum Einsatz. (z.B. für Stromrichterschaltungen, Freilaufdioden usw.)
    Germaniumdioden kommen noch vorwiegend bei Hochfrequenz in Anwendung. Einen Vergleich zeigt die Tabelle:
Kenngröße Zeichen Germanium Silizium
Schwellenspannung Us [V] ~ 0,3 ~ 0,7
Stromdichte J [A/mm²] 0,8 1,5
maximale Sperrschicht-Temperatur J [°C] ~ 75 ~ 150
Wirkungsgrad h [%] 95 99
Spitzensperrspannung URmax [V] - 120 - 4000
  • Die Schwellenspannung von Halbleiterdioden ist bei kleiner Signalspannung häufig ein Problem:
    • Spannungen unterhalb der Schwellenspannung können nicht verarbeitet werden, weil sie die Diode - auch in Durchlassrichtung - sperrt.
    • Bei Signalen die nur wenig größer als die Schwellenspannung sind, tritt eine Formveränderung des Ausgangssignals ein! (Siehe nebenstehende Gleichrichterschaltung M1)
  • Einweg-Gleichrichtung M1

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  • Vakuum-Röhrendiode

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    Ohne Schwellenspannung arbeiten Vakuum-Röhrendioden:
    Durch thermische Emission treten Elektronen aus der negativen Glühkatode aus und werden durch das elektrische Feld zur positiven Anode gezogen. Es fließt Strom! Umgekehrt fließt kein Strom, weil die kalte Anode keine Elektronen emittiert. Es werden Sperrspannungen von 6 - 100KV erreicht.
    Eingesetzt werden Röhrendioden als Hochspannungsgleichrichter- und Demodulatordioden.