Was ist der Unterschied zwischen einer vorwärts polarisierten Diode und einer rückwärts polarisierten Diode?

Unterschiede zwischen Vorwärts- und Rückwärts-Polarisierten Dioden

Vorwärts- und rückwärts-polarisierte Dioden weisen in ihren Arbeitsprinzipien und Anwendungen erhebliche Unterschiede auf. Hier sind die Hauptunterschiede:

Vorwärts-Polarisierte Diode

Arbeitsprinzip

• Spannungsrichtung: Bei Vorwärts-Polarisierung wird der Anode (positiver Pol) der Diode der positive Pol der Spannungsquelle angeschlossen und der Kathode (negativer Pol) der negative Pol der Spannungsquelle.

• Leitfähigkeit: Wenn die angelegte Spannung die Schwellenspannung der Diode überschreitet (typischerweise 0,6 V bis 0,7 V für Siliziumdioden, 0,2 V bis 0,3 V für Germaniumdioden), leitet die Diode und ermöglicht den Stromfluss.

• IV-Kennlinie: Bei Vorwärts-Polarisierung zeigt die IV-Kennlinie ein exponentielles Wachstum, wobei der Strom mit zunehmender Spannung stark ansteigt.

Anwendungen

• Gleichrichtung: Umwandlung von Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC).

• Klemmen: Begrenzung der Amplitude von Signalen.

• Schutz des Schaltkreises: Verhinderung von Schäden durch umgekehrte Spannung.

Rückwärts-Polarisierte Diode

Arbeitsprinzip

• Spannungsrichtung: Bei Rückwärts-Polarisierung wird der Anode (positiver Pol) der Diode der negative Pol der Spannungsquelle angeschlossen und der Kathode (negativer Pol) der positive Pol der Spannungsquelle.

• Sperrzustand: Bei Rückwärts-Polarisierung ist die Diode in der Regel im Sperrzustand und lässt keinen Strom fließen. Dies liegt daran, dass das eingebaute elektrische Feld die Mehrheitsträger daran hindert, sich zu bewegen.

• Rückwärts-Zerfall: Wenn die Rückwärts-Spannung einen bestimmten Wert (bekannt als Zerfalls-Spannung) überschreitet, tritt die Diode in den Bereich des Rückwärts-Zerfalls ein, wo der Strom stark ansteigt. Für normale Dioden ist die Zerfalls-Spannung normalerweise hoch, aber bei Zener-Dioden wird die Zerfalls-Spannung so konstruiert, dass sie zur Spannungsregelung verwendet werden kann.

Anwendungen

• Spannungsregelung: Zener-Dioden arbeiten im Bereich des Rückwärts-Zerfalls, um die Spannung in Schaltkreisen zu regeln.

• Schalten: Nutzung der rückwärts blockierenden Eigenschaft von Dioden als Schaltelemente.

• Detektion: In Radiogeräten wird die nichtlineare Eigenschaft von Dioden zur Signal-Detektion verwendet.

Zusammenfassung der Hauptunterschiede

Spannungsrichtung:

• Vorwärts-Polarisierung: Anode an den positiven Pol der Spannungsquelle, Kathode an den negativen Pol.

• Rückwärts-Polarisierung: Anode an den negativen Pol der Spannungsquelle, Kathode an den positiven Pol.

Leitfähigkeit:

• Vorwärts-Polarisierung: Leitet, wenn die Spannung die Schwellenspannung überschreitet und den Stromfluss ermöglicht.

• Rückwärts-Polarisierung: In der Regel im Sperrzustand, blockiert den Strom, es sei denn, die Zerfalls-Spannung wird überschritten.

IV-Kennlinie:

• Vorwärts-Polarisierung: Die IV-Kennlinie zeigt ein exponentielles Wachstum.

• Rückwärts-Polarisierung: Die IV-Kennlinie ist fast flach, bevor die Zerfalls-Spannung erreicht wird, und steigt danach stark an.

Anwendungen:

• Vorwärts-Polarisierung: Gleichrichtung, Klemmen, Schutz des Schaltkreises.

• Rückwärts-Polarisierung: Spannungsregelung, Schalten, Detektion.