Was ist Diodendurchlassspannung?
Die Diodendurchlassspannung ist der Abfall der elektrischen Spannung, der auftritt, wenn elektrischer Strom durch eine Diode geleitet wird. Dioden sind zweileitende Halbleiterbauelemente, die ein elektrisches Signal in die eine, aber nicht in die andere Richtung leiten. Wenn eine Diode Elektrizität leitet, wird sie als vorwärts vorgespannt bezeichnet und verbraucht dabei einen kleinen Teil der durch sie fließenden Spannung. Die von der Diode selbst in Vorwärtsrichtung verwendete Spannungsmenge wird als Diodendurchlassspannung, Diodenspannung oder Diodenspannungsabfall bezeichnet.
Dioden bestehen aus zwei Teilen desselben Materialtyps, die mit einem an jedem Ende angebrachten Kabel zusammengeschmolzen sind. Ein Teil des Materials, Kathode genannt, enthält ein Additiv, das es negativ auflädt. Das andere Teil, Anode genannt, enthält einen Zusatzstoff, der die Ladung positiv beeinflusst. Wenn diese beiden Teile miteinander verschmolzen werden, tauschen sie an der Stelle, an der sie sich treffen, Elektronen aus, die sich dann ausgleichen und weder eine positive noch eine negative Ladung aufweisen. Dieser Bereich wird als Verarmungsschicht bezeichnet.
Wenn eine negative Spannung an die Kathode einer Standard-Siliziumdiode angelegt wird, verbreitert sich die Verarmungsschicht und erzeugt ein elektrisches Feld, das der Spannung widersteht. Eine Diode wird in diesem Zustand als in Sperrrichtung vorgespannt bezeichnet. Infolgedessen kann kein elektrischer Strom durch die Diode fließen, da die Diode die gesamte angelegte Spannung verbraucht. Daher beträgt der Spannungsabfall oder die Diodenumkehrspannung 100% der angelegten Spannung.
Wenn andererseits eine negative Spannung an die Anode einer Standard-Siliziumdiode angelegt wird, verbindet sich die negative Spannung mit den Verbindungskräften der negativen Kathode. Diese Kraft ist stark genug, um die Verarmungsschicht und die positiv geladene Anode der Diode zu überwinden. Die Diode wird dann in Vorwärtsrichtung vorgespannt und beginnt, elektrischen Strom zu leiten; Die elektrische Kraft, die erforderlich ist, um die Verarmungsschicht zu überwinden und sich über die positive Anode der Diode zu bewegen, erfordert jedoch die Verwendung einer kleinen Menge der elektrischen Spannung. Diese verwendete Spannung ist die Durchlassspannung der Diode und verbraucht typischerweise etwa 0,7 Volt in einer Standard-Siliziumdiode.
Die Durchlassspannung der Diode variiert von Diodentyp zu Diodentyp, abhängig vom verwendeten Basismaterial, der zu der Anode und Kathode der Diode hinzugefügten Ladungsmenge und der beabsichtigten Anwendung der Diode. Bei Anwendungen mit sehr niedrigen Spannungen werden spezielle Dioden verwendet, die sehr dünne Verarmungsschichten, schwache Anoden und anschließend sehr kleine Diodendurchlassspannungen aufweisen. Ebenso gibt es spezielle Dioden mit Dioden-Sperrspannungen von weniger als 100%, die es ihnen ermöglichen, Elektrizität auch in einem in Sperrrichtung vorgespannten Zustand zu leiten.