Halbleiter Dioden

Unser Wiki: Erläuterung und Definitionen für Begriffe wie "SMD", "mcd", "Lumen" usw.

Moderator: T.Hoffmann

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mario159
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Servus, da G-one mal so eine Art Definition von Dioden angesprochen hat aber nichts rausgekommen ist hab ich mir gedacht was angefangen wird muss auch vollendet werden: :D :D :D


Dioden sind Halbleiterbauelemente, die Strom nur in einer Richtung durchlassen. Sie bestehen aus den zwei Elektroden Anode und Kathode und lassen nur dann einen Stromfluss zu, wenn die Anode positiver ist als die Kathode. Liegt zum Besipiel an der Anode eine Spannung mit wechselnder Polarität, dann fließt nur während der positiven Halbwellen Strom durch die Diode. Die negativen Halbwellen werden gesperrt und am Arbeitswiderstand entstehen Spannungsänderungen, die der positiven Halbwelle der Sinusschwingung entsprechen. Die Diode erfüllt damit die Funktion eines Gleichrichters aber ebenso die eines elektronischen Schalters.

Die Grundlage der Halbleiterdiode ist ein n-p-dotierter Halbleiterkristall, dessen Leitfähigkeit von der Polung der Betriebsspannung an Anode (p) und Kathode (n) abhängt. Der p-n-Übergang (graue Fläche in der Zeichnung) ist eine Zone, die frei von beweglichen Ladungsträgern ist, da die positiven Ladungen des p-Kristalls sich dort mit den negativen Ladungen des n-Kristalls ausgeglichen haben.

Beispiel Silizium (Si):
1837_PnDiode_Aufbau_3.png

Die Kennlinie der Diode weist einen Sperrbereich und einen Durchlassbereich auf. Der Durchlassbereich ist abhängig vom Halbleitermaterial und zeigt bei Silizium (Si) eine Kennlinie, die bei 0,7 V beginnt, bei Germanium (Ge) bei 0,3 V. Der Sperrbereich kann bis zu 100 Volt betragen. Ebenso gibt es noch Selen (Se), dass jedoch nicht mehr verwendet wird.

Beispiel Silizium (Si):
1837_sa10d10_1.png
1837_sa10d10_1.png (4.87 KiB) 15288 mal betrachtet

Neben der normalen Halbleiterdiode gibt es noch andere spezielle Dioden wie

-Zenerdiode (Die Zenerdiode oder Z-Diode ist eine normale Diode aus Halbleitermaterial, die allerdings in Sperrrichtung betrieben wird.)

-Tunneldiode (Die Tunneldiode hat in Sperrrichtung eine Kennlinie, die in einem bestimmten Bereich einen negativen Widerstand repräsentiert. )
1837_sa10d17_1.png
1837_sa10d17_1.png (3.73 KiB) 15282 mal betrachtet
-Gunn-Diode (Im der Funktionalität gibt es Bereiche die identisch aber unterschiedlich stark dotiert sind, und somit einen negativen Widerstand haben.

-Schottky-Diode (Sie zeichnet sich durch extrem kurze Schaltzeiten aus, was sie ihrem besonderen Aufbau zu danken hat.)

Auch noch sind die lichtemittierenden Dioden wie die

-Laserdiode (Sie sind elektronische Bauelemente für die optische Übertragungstechnik)

-Leuchtdiode (Ich denk mal dazu braucht niemenad eine erklärung)

-lichtsensitiven Fotodioden (Fotodioden sind Sensoren die Licht in elektrische Energie umwandeln.)

-Lawinenfotodiode (Fotodiode mit höherer Empfindlichkeit für die Umwandlung von Lichtsignalen in elektrische Signale)

und die Kapazitätsdioden (Übernimmt die Funktion eines veränderbaren Kondensators. Als Kapazität wirkt die PN-Schicht, die in Sperrrichtung betrieben und deren Raumladungszone gesteuert wird) zu nennen.


Gehe gern auf Verbesserungsvorschläge ein, doch blöde Kritik kann ich nicht gebrauchen, wenn ich mich schon bereiterklärt hab das eingeleitete Thema fertigzustellen!!

MfG Mario
Zuletzt geändert von mario159 am So, 03.06.07, 12:07, insgesamt 5-mal geändert.
Synthy82
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Sieht bisher sehr gut aus! Kannst du die in der Schnittzeichnung dargestellte Verteilung der einzelnen Halbleibterbereiche noch etwas näher erklären? Was auch sehr schön wäre: Mal eine Erläuterung der einzelnen aufgeführten nichtleuchtenden Dioden. Mit Schottky-Dioden kann ja noch fast jeder etwas anfangen, Zenerdioden sind auch recht verbreitet - ich persönlich weiß aber nicht, was Tunneldioden sind und wofür man sie einsetzt; von Gunn-Dioden habe ich noch gar nichts gehört!
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Cyberhofi
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Ich würde das "speziell dotierte" wegnehmen, das stimmt bei den schottky dioden ja nicht...

Auch ist mir aufgefalllen:

Sinusförmige Wechselspannung mir wechselnder Polarität: Eine Wechselspannung ha immer eine wechselnde Polarität, deshalb heißt die so.

Und dass nur die Positive Halbwelle durchgelassen wird hängt auh davon ab wie rum die Diode angeschlossen wird und wierum man misst, weil wo ist bei ner Wechselspannung + und wo - ?
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Fr, 01.06.07, 12:41

das sieht doch schon besser aus, wenn du die angesprochenen Sachen noch verbesserst, bzw ergänzt würde ich dafür auch 100 credits springen lassen
Synthy82
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Cyberhofi hat geschrieben:[...]
Sinusförmige Wechselspannung mir wechselnder Polarität: Eine Wechselspannung ha immer eine wechselnde Polarität, deshalb heißt die so.
[...]
Na ja.. dann würde ich aber auch nicht sinusförmig sagen - da kannste dann jeden Müll durch die Diode schicken, es wird halt immer der Teil durchgelassen, der von der Diode aus betrachtet positiv polarisiert ist...
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mario159
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Ich werde eure Bemühungen sofort ausbessern, wer von uns will schon das wenn totale anfänger das lesen es falsch lernen!! :? :?

MfG Mario
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mir ist grad aufgefallen, dass du das n- gebiet als neutrale schicht bezeichnet hast, das ist falsch n- und n+ geben nur unterschiedliche Dotierungsgrade des N-Gebiets an, die Sperrschicht hat damit nichts zu tun, die is auch wesentlich dünner

Da ich Tunneldioden nur vom Namen her kenne und mir die Gunn Dioden gänzlich unbekannt sind, würde ich das mit dem negativen Widerstand nochmal prüfen, da würden die Dioden ja energie erzeugen...
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wenn du eine aufzählung machst, dann fehlen da noch ein paar sorten supressordiode ,diacs ....

schottky dioden sind etwas anders aufgebaut

dioden gibt es bis zu ein paar tausend volt und strömen bis zu ein paar tausend ampere.

es gab auch kupferoxydul gleichrichter

ich hoffe ergänzend geholfen zu haben

gruss lu
Zuletzt geändert von luckylu1 am Fr, 01.06.07, 19:39, insgesamt 1-mal geändert.
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endlich mal was ansehbareres!!
da hab ich dich doch einmal auf eine neue idee gebracht!!
da kann meins ja in gar keinsterweise mithalten!!
also wurde mei ?????? sozusagen verbessert!!


Mfg
Zuletzt geändert von G-one am So, 03.06.07, 12:22, insgesamt 1-mal geändert.
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mario schau doch mal un unsere unterlagen da steht noch viel wichtiges drin zu dioden was du editieren kannst
G-one hat geschrieben:endlich mal was ansehbareres!!
da hab ich dich doch einmal auf ein neues HowTo gebracht!!
da kann meins ja in gar keinsterweise mithalten!!
also wurde mei HowTo sozusagen verbessert!!


Mfg

was fürn how2 :?: :?:
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Cyberhofi hat geschrieben:[...]
Da ich Tunneldioden nur vom Namen her kenne und mir die Gunn Dioden gänzlich unbekannt sind, würde ich das mit dem negativen Widerstand nochmal prüfen, da würden die Dioden ja energie erzeugen...
Ja, irgendwie ist das immer sehr schwer zu begreifen. Theoretisch müsste man dann damit ja für LEDs nicht hinreichende Spannungen "hochpushen" können! :D
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mario159
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Hi Leudde, erstmal danke für die ganzen verbesserungvorschläge!!

Habe die meisten denk ich mal gut übernommen und möchte somit mit diesem Erklärungsthread abschließen!!

DOch wenn noch mehrere Anregungen kommen, macht das auch nicht un ich werde mich umgehend drum kümmern!!

Danke! :D :D :D

MfG Mario
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das mit der kennlinie der tunneldiode stimmt! deswegen können diese auch als verstärkerelement verwendet werden.
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So, 03.06.07, 12:11

und jetzt die versprochenen 100 Credits dafür
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mario159
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Danke Fightclub für die Aufmerksamkeit!!

MfG Mario
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das "positiv geladen" und negativ geladen" beidem Bild stört mich noch etwas.

ich würd schreiben:

p - p-dotiertes Silizium

n- - schwach n-dotiertes Silizium

n+ - stark n-dotiertes Silizium


Oder du läss das + und - ganz weg, das ist für die Funktion der Diode Letztendlich kaum relevant und hat eher Prozesstechnische Hintergründe, ich denke das wäre dann auch einfacher zu verstehen...
Wenn du willst kann ich auch gern gleich ein Bild Malen so wie ich mir das denke und du fügst es einfach ein
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