Was ist die Diodendurchlassspannung?

Eine Diodendurchlassspannung bezieht sich auf den Spannungsabfall, der auftritt, wenn ein elektrischer Strom durch eine Diode in einem Stromkreis fließt. Sie ist im Allgemeinen unabhängig von der durch die Diode fließenden Strommenge und für eine bestimmte Diodenfamilie gleich. Für Siliziumdioden, die im Allgemeinen am häufigsten verwendet werden, beträgt der Spannungsabfall in Durchlassrichtung der Diode etwa 0,7 Volt (V).

Dioden sind Vorrichtungen, die elektrischen Strom nur in eine Richtung leiten, und können daher als eine Art Einwegventil für Elektronen angesehen werden. Wenn sich die Elektronen in die richtige Richtung bewegen, um die Diode zu passieren, spricht man von einer Vorwärtsvorspannung der Diode. Somit ist der Diodendurchlassspannungsabfall auch als der Durchlassvorspannungsabfall bekannt.

Dioden arbeiten, indem zwischen ihren Elektroden ein kleines Stück dotiertes Halbleitermaterial eingelegt wird, das die Elektronen in die eine, aber nicht in die andere Richtung durchlässt. Dieses Material hat zwei Zonen, die n-Zone , die reich an negativ geladenen Elektronen ist, und die p-Zone , die arm an Elektronen ist. Man kann sich vorstellen, dass die p-Zone positive Löcher hat, die die Elektronen aus der n-Zone aufnehmen können. Wenn die zwei Zonen zusammengebracht werden, um einen pn-Übergang zu bilden, übertragen sich Elektronen von der n-Zone zur p-Zone, bis alle zur Verwendung als Stromträger verfügbaren n-Zonen-Elektronen aufgebraucht sind, und der pn-Übergang wird ein Isolator .

Wenn frische Elektronen in die abgereicherte n-Zone injiziert werden, während sie aus der gesättigten p-Zone entfernt werden, fließt elektrischer Strom über den Übergang. Dies ist der Fall, wenn die Diode in Durchlassrichtung vorgespannt ist. Die Elektronen müssen durch eine Spannung mit ausreichender Kraft gedrückt werden, um den pn-Übergang zu überqueren, und dieser Druck ist die Quelle der Diodendurchlassspannung oder des Durchlassvorspannungsabfalls.

Wenn die Polarität der Schaltung umgekehrt wird und versucht wird, Elektronen in die p-Zone zu injizieren, während sie aus der n-Zone entfernt werden, wird die Diode als in Sperrrichtung vorgespannt bezeichnet, und es fließt kein Strom. Wenn diese Sperrspannung einen bestimmten Wert überschreitet - die maximale Sperrspannung - kann die Diode ausfallen und große Ströme durchlassen, was als Sperrspannungsdurchschlag bezeichnet wird . Die Diode wird dann dauerhaft beschädigt.

Wie bereits erwähnt, weisen verschiedene Arten von Dioden unterschiedliche Durchlassspannungsabfälle auf. Der Durchlassspannungsabfall einer einfachen Leuchtdiode (LED) kann je nach Typ zwischen 1,4 und 4 V liegen. Für die Schottkey-Diode beträgt der Durchlassspannungsabfall üblicherweise nur 0,2 V.