Was genau macht eine Diode?

11

Haftungsausschluss : Ich bin hier ein absoluter Anfänger.

Wie in anderen Antworten hier erläutert , fließt der Strom in einem Stromkreis nicht von negativ nach positiv und die Richtung spielt keine Rolle.

Was soll ich also mit Dioden machen, die den Strom nur in eine Richtung fließen lassen sollen?

current diodes

— Rechnung
quelle

Um ein besseres Verständnis zu erhalten, benötigen Sie ein Halbleiterphysikbuch oder ähnliches wie die mikroelektronischen Schaltungen von Sedra und Smith. Es hat eine schöne Erklärung und Modelle sowie relevante Schaltungen.

— Gustavo Litovsky

2

Ich denke, Sie verstehen die vorherige Frage falsch. Einige der Antworten antworten nicht streng auf die gestellte Frage. Die Antwort von @ sharptooth ist die, die am ehesten an dem Punkt festhält, ob die Richtung des Stromflusses wichtig ist und ob die Anordnung der Komponenten relativ zu diesem Fluss von Bedeutung ist.

— Das Photon

13

Die andere Frage betrifft die Tatsache, dass Strom in vollständigen Schaltkreisen fließt - es gibt keinen Strom ohne eine vollständige Schleife, durch die Strom fließen kann. Einige der Antworten gingen auf eine Tangente zurück, in der der Unterschied zwischen Elektronenstrom und konventionellem Strom diskutiert wurde. Beim Schaltungsdesign können Sie den Elektronenstrom ignorieren und immer in konventionellem Strom denken. Aber die Richtung des Stromflusses absolut nicht egal.

Bei Dioden lässt eine Diode idealerweise Strom nur in einer Richtung von Anode zu Kathode durch. Insbesondere erfordert es oberhalb einer bestimmten "Schwellenspannung" nur einen sehr geringen Spannungsanstieg, um den Strom auf astronomische Niveaus zu erhöhen:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

(CC-Bild von openwetware.org )

Das Sperrverhalten (großer Sperrstrom bei Anlegen einer hohen Sperrvorspannung) wird normalerweise eher als Nichtidealität als als Teil des idealen Diodenverhaltens angesehen.

Einige Dioden haben andere Effekte, wie z. B. LEDs, die Licht emittieren, wenn Strom durch sie fließt. oder Zenerdioden, die normalerweise im Rückwärtsdurchschlagbereich verwendet werden.

Bearbeiten

Was ist der Zweck, eine Garten-Diode (keine LED) in eine Schaltung aufzunehmen?

Normalerweise verwenden Sie sie, wenn Sie sicherstellen möchten, dass Strom nur in eine Richtung fließen kann. Beispielsweise,

Zum Schutz eines Stromkreises vor einer umgekehrt installierten Batterie.
Bildung einer Vollbrückengleichrichterschaltung (unter Verwendung von 4 Dioden) zur Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom.
In einer Spitzendetektorschaltung .

In Schaltungen, die Wechselstromsignale verwenden, kann durch eine ordnungsgemäße Manipulation des Gleichstromvorspannungspunkts einer Diode diese als Schalter zum Weiterleiten dieser Signale verwendet werden.

Möglicherweise wird auch eine Diode verwendet, wenn der Entwickler weiß, dass der Strom in die richtige Richtung fließt, um einen groben und festen "festen" Spannungsabfall von etwa 0,7 V zu erzeugen.

Eine andere Verwendung besteht darin, die Fähigkeit einer (richtig ausgelegten) Diode zu verwenden, große Strommengen (in Vorwärtsrichtung) abzusenken, um empfindlichere Schaltkreise vor Überlast- oder ESD-Bedingungen zu schützen, oder in einer Dämpfungsschaltung , um den Übertragungsleitungsring zu verringern.

Eine andere Verwendung besteht darin, dass eine Diode mit Sperrvorspannung über die Gleichstromeigenschaften hinaus eine variable Kapazität aufweist, die von der Größe der Vorspannung abhängt. Diese variable Kapazität kann zum Einstellen von Oszillatoren oder Filtern verwendet werden. Speziell für diesen Einsatz entwickelte Dioden werden als Varicaps bezeichnet .

— Das Photon
quelle

Die gezeigte Kurve ist nicht ganz richtig. Die gesamte Kurve sollte mit dem Knie auf der rechten Seite im 4. Quadranten nach unten verschoben werden. Dies ist das Regime, in dem PV-Zellen arbeiten.

— Platzhalter

1

@rawbrawb, das kann nicht richtig sein. Der Betrieb im 4. Quadranten impliziert, dass die Komponente den Rest der Schaltung mit Strom versorgt, was bei Dioden nicht der Fall ist. Außer natürlich Fotodioden (und möglicherweise PV-Zellen), wenn ihnen optische Leistung zugeführt wird.

— Das Photon

Das ist richtig, im 4. Quadranten liefert es Leistung. Und Sie haben auch Recht, dass sich die Kurve mit dem angewendeten Licht nach unten verschiebt. Ich bin es einfach so gewohnt, diese Kurven mit angewendetem Licht zu betrachten, dass ich die Kurvenverschiebung vergessen habe.

— Platzhalter

Danke, @ThePhoton. Aber was ist der Zweck, eine Garten-Diode (keine LED) in eine Schaltung aufzunehmen?

— Bill

7

Für einen Anfänger ist die grundlegende Antwort, dass eine Diode ein Einwegventil für Strom ist. Natürlich ist keiner von ihnen perfekt. Es wird immer noch ein wenig Druck (Spannung) über dem Ventil herrschen, selbst wenn Strom in Vorwärtsrichtung fließt, und es gibt einen gewissen Rückwärtsdruck (Rückwärtsspannung), bei dem das Ding bricht, aber "Einwegventil für Strom" "ist das meiste, was Sie wissen müssen, um loszulegen.

Nachdem Sie sich etwas mehr damit befasst haben, gehen Sie zurück und sehen Sie sich Photons Antwort an und sehen Sie sich all die bösen kleinen Details von echten Dioden an. Im Moment denke ich jedoch, dass dies mehr verwirren als beleuchten wird.

Einwegventile für Strom sind unter verschiedenen Umständen nützlich. Eine naheliegende ist die Herstellung einer Gleichstromversorgung aus Wechselstrom.

— Olin Lathrop
quelle

0

Eine Diode lässt Strom immer nur auf eine Weise durch. Es hat 2 Elektroden , eine Anode und eine Kathode. Normalerweise verwenden Sie sie, wenn Sie sicherstellen möchten, dass der Strom nur in eine Richtung fließen kann . Zum Beispiel: - um einen Stromkreis vor einer Batterie zu schützen, die umgekehrt installiert wird . - Bildung einer Vollbrückengleichrichterschaltung (unter Verwendung von 4 Dioden) zur Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom

— Keya
quelle

1

Ich bin mir zwar nicht sicher, ob dies den anderen Antworten auf diese Frage von vor 8 Jahren etwas hinzufügt.

— Colin

... um Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln (POWER !!) ???

— LvW