Frage zu Dioden

[AtTheEndofAugust]

Wie sieht die Spannung über der Diode aus?


http://666kb.com/i/b4s57m4autdce0cg4.jpg





Ist ja im Prinzip nen Gleichrichter einfachster Bauart oder?

Die negativen Spannugnsanteile werden nicht beachtet!

http://666kb.com/i/b4s590esbzvh9270k.jpg


Und wieso wird der Strom negativ bei positiven Spannungshalbwellen?

[AtTheDriveIn]

Amperemeter +/- vertauscht?

[AtTheEndofAugust]

ist aus dem Vorlesungsscript meiens professors....

[anddill]

In Flußrichtung fällt halt die Flußspannung ab (ca. 0,7V bei einer Si-Diode), in Sperrichtung die volle Spannung der Spannungsquelle.

ps: Das Amperemeter ist tatsächlich vertauscht.

[pippo]

In Sperrrichtung fällt die komplette Spannung ab, in Durchlassrichtung steigt die Spannung wie die Quellspannung und ab z.B. 0,7V bleibt sie konstant, bis die Quellspannung wieder unter 0,7V fällt und auch die Diodenspannung wieder dementsprechend abfällt

[AtTheEndofAugust]

okay aber wenn in sperrrichtung die vollen 230 volt zB abfallen, zerstörts dann nciht die diode?

bzw was passiert mit der didoe dann? die halwbelle wird doch geblockt oder

[pippo]

Die Diode wird nicht zerstört. Je nach Typ können z.B. bei einer 1N4007 bis zu 1000V (Scheitelwert) anliegen, bevor sie zerstört wird. Bei einer 1N4004 sinds z.B. nur 400V.

Wie meinst du das, was dann mit der Diode passiert? Wann? Wenn sie in Sperrrichtung durchbricht, ist sie hinüber

[AtTheEndofAugust]

ja wenn die spannung siein sperrichtung ereicht, was passiert dann?

[pippo]

Wenn ich mich richtig erinnere, ist da je nach Stromstärke vom Kurzschluss, über Unterbrechung bis zur "Explosion" alles drin

[AtTheEndofAugust]

In Flußrichtung fällt halt die Flußspannung ab (ca. 0,7V bei einer Si-Diode), in Sperrichtung die volle Spannung der Spannungsquelle.




was heisst denn:

"in Sperrichtung die volle Spannung der Spannungsquelle"

[pippo]

Die ganze Halbwelle hat er damit gemeint

[AtTheEndofAugust]

ja die kommt ncith durch richtig????

[pippo]

Ne, das kannst dir wie einen unendlich hohen Widerstand denken. Dumm gesagt teilt sich hier die Spannung entsprechend den Widerständen auf, die Diode hat eben einen "unendlich" hohen Widerstand. Die Formel für den Spannungsteiler wirst ja kennen: Ux / Uges = Rx / Rges

[Rhönpaulus]

ganz allgemein:
in sperrichtung fließt nur wenig bis sehr wenig strom.
das ist abhängig von der bauart der diode sowie den umgebungsbedingungen.
wird die über der diode anliegende spannung in sperrichtung zu groß schlägt die ladungsträgerverarmungszone durch und die diode wird voll leitfähig.
ob sie dabei zerstört wird hängt vom fließenden strom ab.

dieser fall:
in diesem fall ist die amplitude der wechselspannung sehr viel größer als die maximale sperrspannung dieser diode weshalb sie sich wie eine zenerdiode verhalten wird.
das bedeutet das sie ab dieser zenerspannung in sperrichtung leitfähig wird.
welcher spannungsverlauf dadurch entsteht darfst du dir selber ableiten.

die byv-dioden sind keine einfachen simplen gleichrichterdioden.
sie haben ein paar ganz besondere positive aber auch negative eigenschaften wodurch ihr einsatzzweck definiert wird.
bei der hier anliegenden frequenz spielt das aber keine rolle.

[AtTheEndofAugust]

also kann man nciht pauschal sagen, dass eine si diode zB alle Ströme in Sperrichtung sperrt bis zu einem gewissen Maße, an dem die Diode kaputt geht?

abner ich will doch gerade verhindern, dass in Sperrrichtung Ströme fliessen?!?!?!?! Dann sit doch leitfähigkeit in der Sperrrichtung unerwünscht!


Wenn ich jetzt mal das BYV da wegnehme und da ne normale SI-Diode hinsetze, ändert sich dann Etwas?

[Rhönpaulus]

wenn die diode gesperrt bleiben soll dann darf die anliegende spannung eben nicht die maximal zulässige sperrspannung des jeweiligen diodentypes übersteigen.
hohl dir doch einfach mal das technische datenblatt dieses diodentypes.
darin findest du viele kennlinien welche das verhalten beschreiben.
natürlich hat sich euer lehrer/doz/proff was dabei gedacht wenn er eine diode mit einer maximal zulässigen sperrspannung von 150v an eine spannungsquelle mit 324v anlegen läßt.
evt. ist das ein bonbon um eine sehr gut bewertung dieser aufgabe zu erreichen fall man "die negativen spannungsanteile werden nicht beachtet" ignoriert und erklärt was tatsächlich passiert.
;
wie schon geschrieben geht die diode durch überspannung nicht kaputt sondern nur durch einen zu hohen strom und/oder zu große temperatur.

die stromrichtung ist eine frage der definition,stichwort technische und physikalische stromrichtung.
so lange man innerhalb einer schaltung entweder das eine oder das andere verwendet macht das keinen unterschied.
nur vermischen darf man es nicht weil sonnst dem alten kirchhoff der bart abfällt.

ps: die spannung über der diode sieht anderes aus wie die über dem lastwiderstand so wie von dir eingezeichnet.

[AtTheEndofAugust]

Eine Frage noch!


Hab die Sache mit dem Zündwinkel noch nicht verstanden und wo man diesen Winkel eben dran erkennt, also wie les ich Winkel an den Kurven ab?

[AtTheEndofAugust]

ps: die spannung über der diode sieht anderes aus wie die über dem lastwiderstand so wie von dir eingezeichnet.


mh und wie?

[anddill]

Nette Fangfrage. Normalerweise legt man so eine Schaltung ja so aus, daß die Diode sicher sperrt. Und Rhönpaulus war der einzige, der mal ins Datenblatt der Diode geschaut hat.

[AtTheEndofAugust]

wie sieht denn der charakteristische Spannungs und Stromverlauf über ner Didode jetzt aus?

[DasToem]

ganz allgemein:
in sperrichtung fließt nur wenig bis sehr wenig strom.
das ist abhängig von der bauart der diode sowie den umgebungsbedingungen.
wird die über der diode anliegende spannung in sperrichtung zu groß schlägt die ladungsträgerverarmungszone durch und die diode wird voll leitfähig.
ob sie dabei zerstört wird hängt vom fließenden strom ab.

dieser fall:
in diesem fall ist die amplitude der wechselspannung sehr viel größer als die maximale sperrspannung dieser diode weshalb sie sich wie eine zenerdiode verhalten wird.
das bedeutet das sie ab dieser zenerspannung in sperrichtung leitfähig wird.
welcher spannungsverlauf dadurch entsteht darfst du dir selber ableiten.

die byv-dioden sind keine einfachen simplen gleichrichterdioden.
sie haben ein paar ganz besondere positive aber auch negative eigenschaften wodurch ihr einsatzzweck definiert wird.
bei der hier anliegenden frequenz spielt das aber keine rolle.

Kurze Anmerkung:
Zu der von dir geäußerten 'Theorie' passt jedoch nicht der Verlauf des Stroms. Würde die Diode durchbrochen, wäre in der negativen Halbwelle der speisenden Spannung ein Strom messbar. Das ist jedoch laut Aufgabenstellung nicht der Fall. Im Prinzip ist die Lösung doch schon durch die Aufgabenstellung gegeben. U_d wäre dementsprechend Uq-U_R5, wie im Graphen zu sehen.

Denkfehler meinerseits?

[AtTheEndofAugust]

eine frage noch!


Wieso geht man eigentlich davon aus, dass in diesem Fall am Ohmschen Widerstand die volle Spannung der Quelle abfällt?

[Rhönpaulus]

Kurze Anmerkung:
Zu der von dir geäußerten 'Theorie' passt jedoch nicht der Verlauf des Stroms. Würde die Diode durchbrochen, wäre in der negativen Halbwelle der speisenden Spannung ein Strom messbar.

doch die grüne linie passt schon mit der einschränkung das die diode eben "normal" arbeitet.
sie bildet den stromverlauf durch den widerstand ab.
wenn man allerdings den in dieser aufgabe ja explizit angegebenen diodentyp und die vorgegebene wechselspannungsamplitude berücksichtig dann stimmt weder die grüne noch die blaue kennlinie denn es fehlt der durchbruch in sperrichtung welcher irgendwo zwischen 150v und 200v spannungsdifferenz an der diode zu erwarten wäre.
die herstellerangaben für diesen typ diode sagt hier nur aus das eine spannungsfestigkeit bis 150v garantiert wird.

dazu ein schwenk aus der produktion.
die dioden gleichen konstruktionstypes kommen alle aus der gleichen produktion.
am ende werden sie vermessen und dabei auch nach ihren spannungsklassen selektiert.
diejenigen exemplare vom band welche 150v sperren können aber keine 200v mehr schaffen werden als 150v-typen gelabelt,diejenigen welche die 200v schaffen als 200v-typen und so weiter und so fort.
bei welcher spannung der durchbruch erfolgt ist deshalb nur ungefähr vorhersagbar.
lediglich bei zenerdioden wird diese durchbruchsspannung genau angegeben und stimmt dann auch bis auf wenige prozent abweichung mit der angabe überein.
bei diesen zenerdioden macht man sich diesen durchbruch in sperrichtung innerhalb einer elektronischen schaltung zu nutze.


wie sieht denn der charakteristische Spannungs und Stromverlauf über ner Didode jetzt aus?
na in durchlaßrichtung folgt der spannungsverlauf bis zur durchlaßspannung der diode und steigt dann nicht mehr weiter an und bei umgekehrter polarität in sperrichtung das selbe nur eben hier bis zur zenerspannung wo der durchbruch in sperrichtung erfolgt.

als modell stell dir die diode wie ein sich automatisch öffnendes federbelastettes wasserrohrventil vor mit dem wasserfluß als strom und dem wasserdruck als spannung.
kommt das wasser aus der einen richtung öffnet das ventil ab einem bestimmten druck und läßt das wasser durch.
kommt es von der anderen richtung passiert das gleiche aber mit dem unterschied das dies erst bei einem wesendlich höherem wasserdruck erfolgt.
dieses wasserventil läßt also das wasser bevorzugt in eine richtung durch wärend es in der anderen richtung deutlich mehr widerstand entgegensetzt bevor es öffnet.
die spannung über der diode entspricht bei diesem modell der druckdifferenz über dem wasserventil.

[SpielKind]

eine frage noch!


Wieso geht man eigentlich davon aus, dass in diesem Fall am Ohmschen Widerstand die volle Spannung der Quelle abfällt?


Diode in Durchlassrichtung - > UR(Spannung am Widerrstand=Uq(Quelle)-Uf.
Uf -> an der Diodeabfallende Spannung in Durchlassrichtung


Diode in Sperrichtung -> UR= Uq-Ur
etwas abstrakt, neg spg. an R werden nicht auftreten ->>
Ur ->Spannungsfestigkeit der Diode in Sperrichtung, danach durchbruch mit Zener effekt.
ich habe das datenblatt jetzt nicht studiert aber wurde ja schonmal hier gennant, die bei dir verwendete Diode ->Ur=150V plus abweichung

Sie bricht also in Sperrichtung durch, die Spannung fällt an der Diode ab (vgl. Zener Diode), der rest der Spannung fällt dann am Widerstand ab.
Ob sie hobsgeht ist die frage ob der Strom zu hoch wird, begrenzt durch R und die an ihm abbfallenden Spannung. Datenblatt sollte auskunft geben.
ahhh da war ich zulangsam

[Rhönpaulus]

so sollte es in etwa aussehen.
die dicke blaue linie soll die spannung über der diode darstellen und die grüne linie wurde um den stromfluß in sperrichtung ergänzt.