Dioden-Durchlassspannung: Grundlagen & Anwendungen

Die Dioden-Durchlassspannung (Forward Voltage) ist der Spannungsabfall, wenn Strom in Durchlassrichtung durch eine Diode fließt. Sie ist weitgehend unabhängig vom Stromstärke und für eine Diodenfamilie konstant. Bei Siliziumdioden (am häufigsten) beträgt sie ca. 0,7 V.

Diode als Einwegventil

Dioden leiten Strom nur in eine Richtung – wie ein Einwegventil für Elektronen. Fließen Elektronen in Durchlassrichtung, ist die Diode durchlassgepolart (forward biased). Der Spannungsabfall heißt auch Durchlassspannung (Forward Bias Voltage Drop).

Physikalische Basis: p-n-Übergang

Dioden enthalten ein dotiertes Halbleiterstück zwischen den Elektroden. Zwei Zonen: n-Zone (elektronenreich), p-Zone (elektronenarm, „Löcher“). Beim Zusammenführen entsteht ein p-n-Übergang: Elektronen wandern von n- nach p-Zone, bis alle freien Elektronen der n-Zone aufgebraucht sind – der Übergang wird zum Isolator.

Stromfluss bei Durchlassspannung

Werden frische Elektronen in die entleerte n-Zone injiziert, während sie aus der gesättigten p-Zone entfernt werden, fließt Strom über den Übergang. Das passiert bei Durchlasspolung. Die Elektronen müssen mit ausreichender Spannung („Schub“) über den p-n-Übergang gedrückt werden – dieser Schub ist die Durchlassspannung.

Sperrrichtung & Durchbruch

Bei umgekehrter Polung (Elektronen in p-Zone, Entnahme aus n-Zone) ist die Diode sperrgepolart (reverse biased) – kein Strom fließt. Überschreitet die Sperrspannung einen Grenzwert (maximale Sperrspannung), kann die Diode versagen und große Ströme leiten (Sperrspannungsdurchbruch, Reverse Voltage Breakdown) – permanente Beschädigung.

Vergleich verschiedener Dioden

Verschiedene Dioden haben unterschiedliche Durchlassspannungen. Leuchtdioden (LED): 1,4–4 V je nach Typ. Schottky-Diode: nur ca. 0,2 V.