Wwieso leiten Dioden nicht wenn man sie Verkehrt herum einbaut?
6 Antworten
Die Dioden haben eine Sperr- und Durchlassrichtung. Eine Diode besteht aus einer p-dotierten (Elektronenmangel) und n-dotierten (Elektronenüberschuss) Schicht. Zwischen den beiden Schichten herrscht eine sogenannte Grenzschicht. Der Strom fließt durch Rekombination und Paarbildung. Einfach ein paar Videos anschauen, zu aufwendig das ganze zu erklären.
Fast. Der Begriff ist "Sperrschicht".
Durch die "Dotierung" entstehen nicht nur Ladungsträger, sondern sie werden auch ein wenig auseinander gedrückt (der Mechanismus lässt sich nicht so mal eben erklären).
Eine Spannung von 0,6 bis 0,7 V in Durchlassrichtung drückt die Sperrschicht auf 0 zusammen und entsprechend kann Strom fließen.
Eine Spannung in Sperrrichtung verbreitert die Sperrschicht noch.
Weil eine Diode aufgrund der Herstellung und die damit verbundene Eigenschaft die die die Diode mitbringt im inneren ein elektrisches Feld aufweist und in Sperrrichtung zeigt das elektrische Feld in Richtung des äußeren durch die Spannung angelte elektrische Feld, sodass beide elektrischen Felder sich gegenseitig verstärken und es fließt dann kann kein Strom.
Wird das elektrische Feld allerdings zu groß, kommt es zu einem Durchbruch und die P und N dotierte Schicht verschweißen regelrecht, sodass die Diode entweder nur noch dauerhaft leitet oder eben komplett durchbrennt und dann nie wieder leitet.
Schau dir zum Thema einfach mal das Video von Simpleclub an, ich finde hier wird es sehr anschaulich erklärt:
Habe mir gerade ein Video dazu angeguckt. (Auch von "The simple Club:D) Also, wenn ich es richtig verstanden habe, geht es wie folgt:
Man verunreinigt das Silizium mit anderen Atomen. Bla bla bla kommen wir zum Punkt :D. Das Positive Loch möchte sich mit einem frei beweglichen Elktronen zusammentun. Es ist ein Elektrisches Feld vorhanden. Durch das Elektrische Feld entsteht eine Feldstärke, welche das Loch zum minus pol anziehen will und das Elektrom zum Plus pol. Wenn eine Spannung von größer als 0,7V anliegt zerquetscht das Äußere E-feld das kleinere E-feld. Dadurch fusionieren sich das Loch und das Elektron und der Strom kann fließen.
Wenn man aber versucht, den Strom von der entgegen gesetzten Richtung fließen zu lassen (von Minus nach plus) wird das innere E-feld, (welches für die Feldstärke verantwortlich ost) vergrößert. Und somit steigert sich die Feldstärke. Anschließend wird das Loch zum Plus Pol gezogen und das Elektron zum Minus Pol und die sperrrichtung steigert sich.
Habe ich recht?
Ja das kann man so sagen. Ein Loch ist hier allerdings nichts anderesals ein Punkt an dem ein Elektron theoretisch Platz hätte. Wenn du z.b. ein Atom mit 3 Protonen hast sich auf der Schale allerdings nur 2 Elektronen befinden, dann gibt es hier im Prinzip ein "Loch" was von einem Elektron besetzt werden kann, das Atom währe dann ein positiv geladenes Ion und es wirkt nach außen ein elektrisches Feld.
Bei der Leitfähigkeit eines Stoffes geht es ja um Freie Ladungsträger. Wenn die Spannung in die Richtung zeigt, wo sowieso schon Elektronen sich frei bewegen wollen, drückt das elektrische Feld der Spannung ja noch eins drauf und begünstigt damit die Bildung von freien Ladungen noch weiter. Das ist das Prinzip was hier eigentlich hinter steckt.
Das ist die Definition einer Diode. Punkt.
Wie das im Einzelnen funktioniert, ist eine technische Frage. Es gibt mehrere Möglichkeiten, das zu realisieren.
Z. B. mit Röhren, die mit freien Elektronen arbeiten - hier ist nur eine der beiden Seiten so aufgebaut, dass sie leicht Elektronen abgeben kann ("Glühkathode"). Da ist es einleuchtend, dass Elektronen nur von der Glühkathode zur Anode laufen können, aber nicht umgekehrt.
Oder mit Halbleitern (oder auch Halbleiter und Metall - so hat man das in der Röhrenzeit manchmal gemacht) - hier gibt es zwei Arten von Ladungsträgern, einmal Elektronen auf der einen Seite der Grenzfläche und einmal "Löcher" auf der anderen Seite. Die Ladungsträger werden ein wenig auseinander gezogen (wie das kommt, lässt sich leider nicht mal eben erklären). Dadurch entsteht eine "Grenzschicht", in der die Ladungsträger stark verdünnt sind, sodass hier kaum ein Strom fließt. Eine Spannung in Durchlassrichtung macht die Sperrschicht schmaler, bis bei der "Durchlassspannung" die Grenzschicht die Dicke 0 hat, also verschwunden ist; dann fließt Strom. Eine Spannung in Sperrrichtung verbreitert die Sperrschicht. (Ab einer bestimmten Spannung, der "Durchbruchspannung" oder "Zener-Spannung" fließt dann doch wieder Strom: "Zener-Effekt".)
Vermutlich gibt es auch Dioden auf Elektrolyt-Basis (Elektrolytdioden).
Dioden wirken wie ein Rückschlagventil in einem Wasserrohr
Der Wasserstrom wird nur in eine Richtung durchgelassen
Eine Diode läßt auch nur Strom in eine Richtung durch
Habe mir gerade ein Video dazu angeguckt. Also, wenn ich es richtig verstanden habe, geht es wie folgt:
Man verunreinigt das Silizium mit anderen Atomen. Bla bla bla kommen wir zum Punkt :D. Das Positive Loch möchte sich mit einem frei beweglichen Elktronen zusammentun. Es ist ein Elektrisches Feld vorhanden. Durch das Elektrische Feld entsteht eine Feldstärke, welche das Loch zum minus pol anziehen will und das Elektrom zum Plus pol. Wenn eine Spannung von größer als 0,7V anliegt zerquetscht das Äußere E-feld das kleinere E-feld. Dadurch fusionieren sich das Loch und das Elektron und der Strom kann fließen.
Wenn man aber versucht, den Strom von der entgegen gesetzten Richtung fließen zu lassen (von Minus nach plus) wird das innere E-feld, (welches für die Feldstärke verantwortlich ost) vergrößert. Und somit steigert sich die Feldstärke. Anschließend wird das Loch zum Plus Pol gezogen und das Elektron zum Minus Pol und die sperrrichtung steigert sich.
Habe ich recht?
Weil sie sonst keine Dioden wären, sondern popelige Leiter ;-)
Google mal nach Diode, Halbleiter, Sperrschicht usw.
Habe mir gerade ein Video dazu angeguckt. Also, wenn ich es richtig verstanden habe, geht es wie folgt:
Man verunreinigt das Silizium mit anderen Atomen. Bla bla bla kommen wir zum Punkt :D. Das Positive Loch möchte sich mit einem frei beweglichen Elktronen zusammentun. Es ist ein Elektrisches Feld vorhanden. Durch das Elektrische Feld entsteht eine Feldstärke, welche das Loch zum minus pol anziehen will und das Elektrom zum Plus pol. Wenn eine Spannung von größer als 0,7V anliegt zerquetscht das Äußere E-feld das kleinere E-feld. Dadurch fusionieren sich das Loch und das Elektron und der Strom kann fließen.
Wenn man aber versucht, den Strom von der entgegen gesetzten Richtung fließen zu lassen (von Minus nach plus) wird das innere E-feld, (welches für die Feldstärke verantwortlich ost) vergrößert. Und somit steigert sich die Feldstärke. Anschließend wird das Loch zum Plus Pol gezogen und das Elektron zum Minus Pol und die sperrrichtung steigert sich.
Habe ich recht?