Diode

Die Diode

Warum ist das wichtig für den Amateurfunk?

• Gleichrichtung: Netzteile wandeln Wechsel- in Gleichspannung
• Mischer: Ringmischer nutzen Dioden zur Frequenzumsetzung
• Varicap: Abstimmbare Oszillatoren und VCOs
• Schutzdioden: Überspannungsschutz am Empfängereingang

Fragen AC401 & AC402: Elektronenfluss am PN-Übergang

Fragen AC401 und AC402 fragen nach dem Verhalten der Elektronen in einer Diode in Durchlassrichtung.

In Durchlassrichtung (Plus an P, Minus an N) wird die Sperrschicht abgebaut und Strom kann fließen.

Warum von N nach P?

• N-Bereich: Hat einen Überschuss an freien Elektronen (n = negativ dotiert)
• P-Bereich: Hat einen Mangel an Elektronen, also „Löcher" (p = positiv dotiert)
• Elektronen wandern dorthin, wo sie gebraucht werden: von N nach P

Frage AC403: Temperaturverhalten der Diode

Frage AC403 fragt nach dem Temperaturverhalten der Durchlassspannung.

Die Durchlassspannung einer Diode ist temperaturabhängig:

Warum sinkt die Spannung? Bei höherer Temperatur haben die Ladungsträger mehr Energie und können die Sperrschicht leichter überwinden - es wird weniger „Anlaufspannung" benötigt.

Praxisbeispiel: In Senderendstufen werden Dioden zur Temperaturkompensation eingesetzt - sie gleichen das Temperaturverhalten der Transistoren aus.

Frage AC404: Die Kapazitätsdiode (Varicap)

Frage AC404 fragt nach dem Verhalten der Kapazität einer Varicap.

Eine Kapazitätsdiode wird in Sperrrichtung betrieben. Die Sperrschicht wirkt wie ein Kondensator:

Warum nicht „Durchlassstrom"? Eine Varicap wird immer in Sperrrichtung betrieben. Bei Durchlassstrom würde sie wie eine normale Diode leiten und keine variable Kapazität mehr haben.

Anwendung: Elektronische Frequenzabstimmung in VFOs und PLLs - keine mechanischen Drehkondensatoren mehr nötig!

Fragen AC405 & AC406: Gleichrichterschaltungen

Fragen AC405 und AC406 zeigen eine Diodenschaltung und fragen nach dem Ausgangssignal.

Wichtig für diese Fragen ist die Schwellenspannung:

So analysierst du die Schaltung:

1. Erkenne die Dioden-Orientierung (Pfeil zeigt Durchlassrichtung für techn. Strom)
2. Die Diode leitet erst ab der Schwellenspannung
3. Signal unterhalb der Schwelle wird „abgeschnitten"
4. Bei Si-Dioden: alles unter ±0,7 V wird abgeschnitten
5. Bei Ge-Dioden: alles unter ±0,3 V wird abgeschnitten

Frage AC407: Die Fotodiode

Frage AC407 fragt, welches Bauteil durch Lichteinfall Strom erzeugen kann.

Eine Fotodiode kann durch Lichteinfall elektrischen Strom erzeugen.

Warum Fotodiode und nicht die anderen?

• Fotowiderstand: Ändert nur seinen Widerstand bei Licht, erzeugt keinen Strom
• Kapazitätsdiode: Reagiert auf Spannung, nicht auf Licht
• Blindwiderstand: Ist gar kein Bauteil, sondern eine Eigenschaft von L und C

Funktionsweise: Photonen (Lichtteilchen) schlagen Elektronen aus dem Kristallgitter und erzeugen so Ladungsträgerpaare → Strom fließt.

Anwendungen: Solarzellen, Lichtschranken, optische Empfänger, Fernbedienungen

Frage AC408: Der Optokoppler

Frage AC408 fragt nach der Hauptfunktion eines Optokopplers.

Ein Optokoppler kombiniert eine LED mit einer Fotodiode (oder Fototransistor) in einem Gehäuse.

Hauptfunktion: Galvanische Entkopplung zweier Stromkreise durch Licht.

Warum ist „galvanische Entkopplung" richtig?

• Die zwei Stromkreise haben keine elektrische Verbindung
• Das Signal wird als Licht übertragen
• Das ist die Hauptfunktion - alle anderen Antworten beschreiben Nebeneffekte oder sind falsch

Vorteile:

• Sicherheit bei hohen Spannungen (z.B. Netzspannung)
• Keine Masseschleifen → weniger Störungen
• Potentialtrennung zwischen Steuer- und Lastkreis

Zusammenfassung für die Prüfung