Was ist die Diodendurchlassspannung?

Eine Diodendurchlassspannung bezieht sich auf den Spannungsabfall, der auftritt, wenn ein elektrischer Strom durch eine Diode in einem elektrischen Schaltkreis fließt. Sie ist im Allgemeinen unabhängig von der Strommenge, die durch die Diode fließt, und wird für eine bestimmte Familie von Dioden gleich sein. Bei Siliziumdioden, die im Allgemeinen am gebräuchlichsten sind, beträgt der Durchlassspannungsabfall der Diode etwa 0,7 Volt (V).

Dioden sind Geräte, die elektrischen Strom nur in eine Richtung leiten und daher als eine Art Einwegventil für Elektronen angesehen werden können. Wenn sich die Elektronen in die richtige Richtung bewegen, um die Diode zu passieren, wird die Diode als vorgespannt bezeichnet . Daher ist der Diodendurchlassspannungsabfall auch als Durchlassvorspannungsabfall bekannt .

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

Wenn frische Elektronen in die verarmte n-Zone injiziert werden, während sie aus der gesättigten p-Zone entfernt werden, fließt elektrischer Strom über den Übergang. Das passiert, wenn die Diode in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist. Die Elektronen müssen durch eine Spannung mit genügend Kraft geschoben werden, um den p-n-Übergang zu überqueren, und dieser Schub ist die Quelle der Diodendurchlassspannung oder des Spannungsabfalls in Durchlassrichtung.

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 – die maximale Sperrspannung – überschreitet, kann die Diode ausfallen und große Ströme leiten, in einem Prozess, der als Sperrspannungsdurchbruch bekannt ist . Die Diode wird dann dauerhaft geschädigt.

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