Maximal zulässige Spannung berechnen?
Moin,
Aktuell soll ich mich mit verschiedenen Dioden auseinandersetzen.
Nun habe ich ein wenig Schwierigkeiten mit einer Aufgabe und bin mir etwas unsicher:
"Verwende für b) und e) einen Vorwiderstand von 180 Ohm / 0,5W; berechne die maximal zulässige Spannung Umax für die Durchlassrichtung und für die Z-Dioden zusätzlich in Sperrichtung."
"b) Diode 1N4148:
Ud=1V; Ptot=500mW; Imax=450mA; Urev.max=75V"
(Ud=Durchlassspannung; Urev.max=Maximal zulässige Spannung)
"e)Z-Dioden:
Urev.max=2,7V: Ptot=500mW; Imax=250mA
Urev.max=5,6V: Ptot=5W; Imax=865mA
Urev.max=12V: Ptot=5W; Imax=395mA"
Nun ist die Frage: Wie berechne ich die maximal zulässige Spannung für eine Diode in Durchlassrichtung? Und vor allem: Wie unterscheidet sich dann das Vorgehen von der Berechnung in Sperrichtung?
Würde mich freuen, wenn mir da jemand helfen kann.
3 Antworten
Für b) Berechne die Spannung über den Widerstand bei Imax (450mA) und beachte das dabei nicht mehr als 0,5W am Widerstand abfallen. Addieren noch die 1V Ud. Fertig.
E) da gehst du einfach genauso vor
Ja und nein. Aber für deine Rechnung kannst du eine Reihenschaltung mit Ub als Quelle, Ur als Spannungsfall am Widerstand und Urev als Spannungsfall an der zdiode annehmen. Damit hast du nach Kirchhoff eine Masche. In einer Masche ist der Strom überall gleich (wenn kein Knoten vorhanden ist). Wenn du den Strom durch die Diode kennst, kennst du auch dein Strom durch den Widerstand und der Quelle.
Beachte bei solchen Rechnungen bitte nur immer genaustens die max Verlustleistung alle Komponenten.
Irrtümliche Betrachtung deinerseits. Es dürfte doch nicht zu schwer sein, die zwei möglichen Spannungswerte zu unterscheiden, zu benennen.
Im einen Fall steht doch schon beschrieben, es handelt sich um die UD.
Wenn es da um die Durchlassrichtung geht, wie viele Richtungen gibt es denn dann noch? Und genau für diese andere Richtung muss es auch einen Grenzwert geben!
So kompliziert ist das doch nicht. Ahja, was könnte den Urev.max bedeuten?
Wie nennt man im englischen rückwärts? Richtig, revers. Und abgekürzt könnte das wie sein?
Punkt B sagt UD ist 1 V und imax 450 mA. Das bedeutet die Diode hat welchen sinngemäßen Innenwiderstand? Na?
Nun denke logisch weiter, davor befindet sich ein 180 Ohm Widerstand, folglich haben wir es mit zwei in Reihe liegenden Widerständen zu tun, von dem beide Werte bekannt, bzw berechnet sind. Nun denke an Spannungsteilungsprinzip bei Reihenschaltung.
Der maximale Strom ist bekannt, also welcher Spannungsanteil besteht an dem 180 Ohm Widerstand bei Imax? Dazu addiert die Diodenspannung, und schon hast du den maximalen Spannungswert, der an dieser Reihenschaltung anstehen dürfte. So kompliziert ist das doch auch nicht.
Mit den Zenerdioden geht es genau so, bzw sinngemäß ähnlich zu rechnen.
Jetzt buttere den armen Jungen /das arme Mädchen nicht so runter! Jeder hat mal bei 0 Angefangen und musste das lernen. Genau so hat jeder seine Stärken und Schwächen.
b)
Entscheidend ist der maximale Strom. Den Innenwiderstand der Diode nach dem Durchschalten können wir gegenüber den 180 Ω des Vorwiederstandes vernachlässigen.
Die gesamte Spannung fällt demnach am Vorwiderstand ab und es ergibt sich aus
U = R * I:
U = 180 Ω * 0,45 A = 81 V
Das liegt über Urev.max=75V, also gibt Urev.max die obere Grenze vor, denn es könnte ja durch die weitere Schaltung sein, dass gar kein Strom fließt und dann würden die 81 V anliegen, was aber nichts ein darf.
Glaube du hast das mit der Sperrspannung etwas falsch verstanden. Bei 75 V fließt Strom gegen die durchlassrichtung. Das ist nur bei den zdiode intressant, aber nicht bei der 4148. Da die Diode in durchlassrichtung betrieben wird, ist das total egal. Ur zu berechnen ist zwar richtig, du musst dann aber noch Ud addieren um aus Ub zu kommen.
Also funktioniert das ganze in Sperrichtung genau so (nur eben mit negativen Vorzeichen)?