Was ist eine Schaltdiode?
Dioden gehören wie Transistoren und ICs zu den grundlegenden elektronischen Bauteilen und werden auch als aktive Bauteile bezeichnet, während Widerstände und Kondensatoren als passive Bauteile gelten.
Sie werden aus Halbleitern wie Silizium, Germanium oder Galliumarsenid hergestellt.
Im Allgemeinen arbeiten Dioden so, dass sie einen konstanten Strom oder eine konstante Spannung aufrechterhalten und den Strom auch nur in eine bestimmte Richtung leiten.
Schaltdioden zeichnen sich durch eine kurze Umschaltzeit (Schaltzeit) von einem Leitungszustand, in dem der Strom in einer konstanten Richtung fließt, zu einem Sperrzustand aus, wenn die Stromrichtung in die entgegengesetzte Richtung umgeschaltet wird.
Anwendungen von Schaltdioden
In elektronischen Schaltungen spielen Dioden zwei Hauptfunktionen, die im Folgenden beschrieben werden:
- Gleichrichterfunktion
Wechselstrom wird von handelsüblichen Stromquellen geliefert. Andererseits sind die verschiedenen Steuerkreise in elektronischen Geräten mit Gleichstromkreisen aufgebaut. Um den eingehenden Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln, wird die Eigenschaft von Siliziumdioden genutzt, Strom in eine bestimmte Richtung zu leiten. Dies wird als Gleichrichtungsfunktion bezeichnet. - Erkennung
Siliziumdioden haben eine Detektionsfunktion, d. h. sie extrahieren Bild- und Tonsignale aus ausgestrahlten Funkwellen wie Fernsehen und Radio.
Unter den Funktionen von Dioden im Allgemeinen werden Schaltdioden zur Gleichrichtung und Erkennung kleiner Signale verwendet. Sie können nicht verwendet werden, um den Fluss großer Ströme in Stromkreisen zu steuern.
Funktionsweise von Schaltdioden
Dioden gehören wie Transistoren und ICs zu den Halbleitern, zu denen auch die Schaltdioden gehören. Ein Halbleiter ist ein Material mit Eigenschaften, die zwischen denen eines Leiters, z. B. eines Metalls, das den Strom gut leitet und eines Isolators, z. B. eines Kunststoffs, der den Strom nicht leitet, liegen.
Metalle leiten Strom gut, weil sich die Elektronen in Metallatomen als freie Elektronen gut bewegen. Wenn eine Spannung an ein Metall angelegt wird, werden elektrische Ladungen von den freien Elektronen getragen, was zu einem Stromfluss führt.
Halbleiter hingegen können je nach Zustand des Stroms als Leiter oder Isolator wirken.
P- und N-Halbleiter werden nach dem unterschiedlichen Mechanismus des Stromflusses unterschieden: Bei P-Halbleitern bewegen sich die Elektronen, um die fehlenden Löcher zu füllen; P-Halbleiter sind aufgrund des Elektronenmangels + geladen.
Bei N-Halbleitern wird der Strom von freien Elektronen getragen, die weniger als in Metallbindungen vorhanden sind; N-Halbleiter sind im Gegensatz zu P-Halbleitern – geladen, da sie einen Elektronenüberschuss haben.
Eine Art von Dioden, die durch die Verbindung von P- und N-Typ-Halbleitern hergestellt wird, ist die Schaltdiode. Sie werden aufgrund ihrer schnellen Schaltzeiten und ihrer geringen Baugröße häufig in Anwendungen der Kleinsignalverarbeitung eingesetzt.