Was bedeutet Breakdown Voltage bei Dioden?

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Was bedeutet Breakdown Voltage bei Dioden?

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In welche Richtung leitet eine Halbleiterdiode Strom?

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Der Begriff „Breakdown Voltage“ (deutsch: „Durchbruchspannung“) bezeichnet bei Dioden die Spannung, ab der die Diode in Sperrrichtung (Reverse-Bias) plötzlich sehr viel Strom durchlässt. Normalerweise sperrt eine Diode den Stromfluss in Sperrrichtung fast vollständig. Wird jedoch die Breakdown Voltage überschritten, kommt es zum sogenannten „Durchbruch“: Der Widerstand der Diode sinkt stark ab, und es fließt ein großer Strom, was die Diode beschädigen kann (außer bei speziellen Dioden wie Zener-Dioden, die genau für diesen Effekt ausgelegt sind). Zusammengefasst: **Breakdown Voltage** ist die maximale Sperrspannung, die eine Diode aushält, bevor sie in Sperrrichtung leitend wird und möglicherweise zerstört wird.

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Um eine Schaltung mit einer Z-Diode (Zener-Diode) zu berechnen, gehst du in der Regel wie folgt vor: **1. Grundprinzip der Z-Diode:** Eine Z-Diode wird meist in Sperrrichtung betrieben. Überschr... [mehr]

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Um eine Schaltung mit einer Z-Diode (Zener-Diode) zu berechnen, gehst du in der Regel wie folgt vor: **1. Grundprinzip der Z-Diode:** Eine Z-Diode wird meist in Sperrrichtung betrieben. Überschreitet die Spannung an der Diode die sogenannte Zenerspannung (Vz), hält die Diode diese Spannung nahezu konstant, während der Strom durch die Diode ansteigt. **2. Typische Schaltung:** Eine häufige Anwendung ist die Spannungsstabilisierung. Die Z-Diode wird parallel zur Last geschaltet, davor ein Vorwiderstand (R). **3. Vorgehen bei der Berechnung:** **a) Gegeben:** - Eingangsspannung (Uin) - Zenerspannung der Diode (Vz) - Lastwiderstand (RL) oder Laststrom (IL) - Zenerstrom (Iz), meist ein Minimal- und Maximalwert aus dem Datenblatt - Maximaler Strom durch die Z-Diode (Iz_max) **b) Schritt 1: Laststrom berechnen** Falls RL gegeben ist: IL = Vz / RL **c) Schritt 2: Gesamtstrom durch den Vorwiderstand** Der Strom durch den Vorwiderstand (IR) teilt sich auf in den Strom durch die Last (IL) und den Strom durch die Z-Diode (Iz): IR = IL + Iz **d) Schritt 3: Vorwiderstand berechnen** Der Vorwiderstand begrenzt den Strom und wird so berechnet: R = (Uin - Vz) / IR **e) Schritt 4: Überprüfung der Z-Diode** - Iz muss zwischen Iz_min und Iz_max liegen (siehe Datenblatt). - Die Verlustleistung der Z-Diode: Pz = Vz × Iz **Beispiel:** - Uin = 12 V - Vz = 5,1 V - IL = 10 mA - Iz_min = 2 mA (aus Datenblatt) - Iz_max = 50 mA Gesamtstrom IR = IL + Iz_min = 10 mA + 2 mA = 12 mA R = (12 V - 5,1 V) / 12 mA ≈ 575 Ω **Maximaler Strom durch die Z-Diode:** IR_max = (12 V - 5,1 V) / 575 Ω ≈ 12 mA Iz_max = IR_max - IL = 12 mA - 10 mA = 2 mA Hier siehst du, dass der Strom durch die Z-Diode im Minimalbereich liegt. Falls der Laststrom schwankt, muss der Vorwiderstand so gewählt werden, dass Iz immer im zulässigen Bereich bleibt. **Zusammenfassung:** - Strom durch die Last und Z-Diode bestimmen - Vorwiderstand berechnen - Überprüfen, ob die Z-Diode im zulässigen Bereich betrieben wird **Weitere Infos:** - [Wikipedia: Zenerdiode](https://de.wikipedia.org/wiki/Zenerdiode) - [Elektronik-Kompendium: Zenerdiode](https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201111.htm)

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Das Hytera Ladegerät CH10L30 benötigt eine Eingangsspannung von **12 V DC** (Gleichstrom). Die typische Stromstärke liegt bei 1 A. Das Ladegerät wird häufig mit einem passende... [mehr]

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Das Hytera Ladegerät CH10L30 benötigt eine Eingangsspannung von **12 V DC** (Gleichstrom). Die typische Stromstärke liegt bei 1 A. Das Ladegerät wird häufig mit einem passenden Netzteil betrieben, das diese Ausgangsspannung liefert. Weitere Informationen findest du auf der [offiziellen Hytera-Website](https://www.hytera.com/de/products/accessories/chargers/CH10L30.html) oder im jeweiligen Benutzerhandbuch.

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Der Spannungsfall bezeichnet die Differenz der elektrischen Spannung zwischen zwei Punkten eines elektrischen Leiters, die durch den Stromfluss verursacht wird. Wenn Strom durch einen Leiter (z. B. ei... [mehr]

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Der Spannungsfall bezeichnet die Differenz der elektrischen Spannung zwischen zwei Punkten eines elektrischen Leiters, die durch den Stromfluss verursacht wird. Wenn Strom durch einen Leiter (z. B. ein Kabel) fließt, entsteht aufgrund des elektrischen Widerstands des Leiters ein Spannungsabfall. Das bedeutet, dass die Spannung am Ende des Leiters geringer ist als am Anfang. Der Spannungsfall ist besonders in der Elektroinstallation wichtig, weil zu große Spannungsabfälle zu Funktionsstörungen oder Schäden an elektrischen Geräten führen können. In Deutschland ist beispielsweise in der Niederspannungsinstallation ein maximaler Spannungsfall von 3 % (nach DIN VDE 0100-520) vom Hausanschluss bis zur Steckdose zulässig. Die Berechnung des Spannungsfalls erfolgt mit folgender Formel: **Spannungsfall (ΔU) = Strom (I) × Widerstand (R) des Leiters** Oder ausführlicher: **ΔU = 2 × I × l × ρ / A** - I = Stromstärke (A) - l = Länge des Leiters (m) - ρ = spezifischer Widerstand des Materials (Ω·mm²/m) - A = Querschnittsfläche des Leiters (mm²) - Der Faktor 2 gilt für Hin- und Rückleiter im Wechselstromkreis. Ein zu hoher Spannungsfall kann durch größere Leiterquerschnitte oder kürzere Leitungswege vermieden werden.

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Ein VC265 Voltcraft Digital-Multimeter wird verwendet, um verschiedene elektrische Größen zu messen. Typische Einsatzbereiche sind: - **Spannungsmessung (AC/DC):** Messen von Gleich- und W... [mehr]

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Ein VC265 Voltcraft Digital-Multimeter wird verwendet, um verschiedene elektrische Größen zu messen. Typische Einsatzbereiche sind: - **Spannungsmessung (AC/DC):** Messen von Gleich- und Wechselspannung, z.B. an Steckdosen, Batterien oder Netzteilen. - **Strommessung (AC/DC):** Erfassen von Gleich- und Wechselstrom in Stromkreisen. - **Widerstandsmessung:** Überprüfen von Widerständen, z.B. an Bauteilen oder Leitungen. - **Durchgangsprüfung:** Testen, ob eine elektrische Verbindung besteht (oft mit akustischem Signal). - **Diodentest:** Überprüfen von Dioden und anderen Halbleiterbauteilen. Das Gerät wird häufig in der Elektronik, Elektrotechnik, im Haushalt oder bei Reparaturen eingesetzt, um Fehler zu finden, Schaltungen zu überprüfen oder Messwerte zu kontrollieren. Weitere Informationen findest du beim Hersteller: [Voltcraft VC265 Digital-Multimeter](https://www.conrad.de/de/p/voltcraft-vc-265-digital-multimeter-kalibriert-nach-werksstandard-cat-ii-600-v-cat-iii-300-v-anzeige-counts-2000-124464.html)

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Die **Eingangsspannung** und **Stromstärke** für den ESP8266 WeMos D1 Mini sind wie folgt: - **Eingangsspannung (am "5V"-Pin oder über Micro-USB):** 5 Volt (typisch USB-S... [mehr]

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Die **Eingangsspannung** und **Stromstärke** für den ESP8266 WeMos D1 Mini sind wie folgt: - **Eingangsspannung (am "5V"-Pin oder über Micro-USB):** 5 Volt (typisch USB-Spannung). Die Platine hat einen Spannungsregler, der die 5V auf 3,3V für den ESP8266 herunterregelt. - **Maximale Stromaufnahme:** Der ESP8266 kann beim Senden von WLAN-Daten kurzzeitig bis zu **300 mA** benötigen. Es wird empfohlen, eine Stromquelle mit mindestens **500 mA** bereitzustellen, um auch Peripherie zu versorgen. - **Achtung:** Die **3,3V-Pins** dürfen **niemals** mit mehr als 3,3V versorgt werden, da der ESP8266 sonst beschädigt wird. **Zusammengefasst:** - **Eingangsspannung:** 5V (über USB oder 5V-Pin) - **Maximaler Strom:** mindestens 500 mA empfohlen - **3,3V-Pin:** Nur als Ausgang verwenden, nicht als Eingang für externe Spannung Weitere Infos findest du z.B. im [offiziellen WeMos D1 Mini Wiki](https://wiki.wemos.cc/products:d1:d1_mini).

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Es gibt zahlreiche Ultra-Low Dropout (ULDO) Linearregler, die 3,3 V Ausgangsspannung und Ströme über 100 mA liefern können. Hier eine Auswahl gängiger Bauteile von bekannten Herste... [mehr]

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Es gibt zahlreiche Ultra-Low Dropout (ULDO) Linearregler, die 3,3 V Ausgangsspannung und Ströme über 100 mA liefern können. Hier eine Auswahl gängiger Bauteile von bekannten Herstellern: 1. **Texas Instruments** - [TPS7A02](https://www.ti.com/product/TPS7A02): Bis zu 200 mA, Dropout typ. 45 mV bei 200 mA. - [TPS7A05](https://www.ti.com/product/TPS7A05): Bis zu 500 mA, Dropout typ. 60 mV bei 500 mA. 2. **Analog Devices (ehemals Linear Technology)** - [LT3080](https://www.analog.com/en/products/lt3080.html): Bis zu 1,1 A, Dropout typ. 350 mV bei 1 A (bei niedrigeren Strömen entsprechend weniger). - [LT1763](https://www.analog.com/en/products/lt1763.html): Bis zu 500 mA, Dropout typ. 300 mV bei 500 mA. 3. **ON Semiconductor** - [NCP4681DSQ33T1G](https://www.onsemi.com/products/power-management/linear-regulators-ldo/ncp4681): Bis zu 150 mA, Dropout typ. 80 mV bei 150 mA. 4. **Microchip** - [MCP1700-3302E](https://www.microchip.com/en-us/product/MCP1700): Bis zu 250 mA, Dropout typ. 178 mV bei 250 mA. 5. **Richtek** - [RT9080-33GJ5](https://www.richtek.com/Products/Linear%20Regulators/Ultra%20Low%20Dropout%20Linear%20Regulators/RT9080?sc_lang=en): Bis zu 300 mA, Dropout typ. 70 mV bei 300 mA. **Wichtige Auswahlkriterien:** - Dropout-Spannung (je niedriger, desto besser) - Maximaler Ausgangsstrom - Ruhestrom (Quiescent Current) - Gehäuseform und Verfügbarkeit Für besonders niedrige Dropout-Spannungen sind die Bauteile von Texas Instruments (z. B. TPS7A02) und ON Semiconductor (z. B. NCP4681) sehr beliebt. Datenblätter und weitere Informationen findest du auf den verlinkten Herstellerseiten.

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Um eine Diode wie die **SR5100** in LTspice zu verwenden, gibt es zwei Möglichkeiten: ### 1. Verwendung eines Standard-Diodenmodells LTspice enthält bereits Standardmodelle für Dioden.... [mehr]

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Um eine Diode wie die **SR5100** in LTspice zu verwenden, gibt es zwei Möglichkeiten: ### 1. Verwendung eines Standard-Diodenmodells LTspice enthält bereits Standardmodelle für Dioden. Du kannst eine generische Diode (`D`) platzieren und im Dialogfeld einen passenden Typ auswählen (z.B. `1N5408` für eine ähnliche Leistungsdiode). Die SR5100 ist eine Schottky-Diode mit 5A/100V, daher ist ein Standardmodell oft nicht exakt, aber für viele Simulationen ausreichend. ### 2. Hinzufügen eines spezifischen SR5100-Modells #### Schritt 1: Modell-Parameter besorgen Suche im Internet nach einem SPICE-Modell für die **SR5100**. Viele Hersteller (z.B. [Vishay](https://www.vishay.com/), [ON Semiconductor](https://www.onsemi.com/)) bieten SPICE-Modelle als Textdatei an. Ein typischer Eintrag sieht so aus: ``` .model SR5100 D(IS=1.0E-8 RS=0.01 N=1.05 BV=100 IBV=0.1E-3 CJO=200p M=0.333 VJ=0.75 TT=2.23E-7) ``` #### Schritt 2: Modell in LTspice einfügen - Öffne LTspice. - Platziere eine Diode (`D`) im Schaltplan. - Rechtsklicke auf die Diode und gib als Typ `SR5100` ein. - Öffne das Menü **Edit Simulation Cmd** und füge das Modell am Ende der Schaltung als SPICE-Direktive ein (Taste `S` drücken oder `Edit > Spice Directive`): ``` .model SR5100 D(IS=1.0E-8 RS=0.01 N=1.05 BV=100 IBV=0.1E-3 CJO=200p M=0.333 VJ=0.75 TT=2.23E-7) ``` #### Schritt 3: Simulation starten Jetzt kannst du die Simulation wie gewohnt starten. LTspice verwendet das von dir eingefügte Modell für die Diode. --- **Tipp:** Falls du ein Modell als `.lib`-Datei hast, kannst du diese auch über `.include` einbinden: ``` .include SR5100.lib ``` und dann als Diodentyp `SR5100` angeben. --- **Weitere Infos:** - [LTspice Benutzerhandbuch (Analog Devices)](https://www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html) - [Vishay SR5100 Datenblatt & Modelle](https://www.vishay.com/diodes/rectifiers/schottky/sr5100/) So kannst du die SR5100 oder jede andere Diode in LTspice simulieren.

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Um die Ströme in diesem Schaltkreis zu berechnen, gehen wir schrittweise vor. 1. **Berechnung des Gesamtwiderstands**: Zuerst berechnen wir den Gesamtwiderstand der parallel geschalteten Wide... [mehr]

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Um die Ströme in diesem Schaltkreis zu berechnen, gehen wir schrittweise vor. 1. **Berechnung des Gesamtwiderstands**: Zuerst berechnen wir den Gesamtwiderstand der parallel geschalteten Widerstände (50 kΩ und 100 kΩ). Der Gesamtwiderstand \( R_{parallel} \) wird mit der Formel für parallele Widerstände berechnet: \[ \frac{1}{R_{parallel}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} \] Setzen wir die Werte ein: \[ \frac{1}{R_{parallel}} = \frac{1}{50\,k\Omega} + \frac{1}{100\,k\Omega} \] \[ \frac{1}{R_{parallel}} = \frac{2}{100\,k\Omega} + \frac{1}{100\,k\Omega} = \frac{3}{100\,k\Omega} \] \[ R_{parallel} = \frac{100\,k\Omega}{3} \approx 33.33\,k\Omega \] Jetzt addieren wir den Widerstand in Serie (20 kΩ): \[ R_{total} = R_{series} + R_{parallel} = 20\,k\Omega + 33.33\,k\Omega \approx 53.33\,k\Omega \] 2. **Berechnung des Gesamtstroms**: Mit dem Gesamtwiderstand können wir den Gesamtstrom \( I_{total} \) berechnen, der durch den gesamten Schaltkreis fließt, indem wir das Ohmsche Gesetz verwenden: \[ I_{total} = \frac{U}{R_{total}} = \frac{24\,V}{53.33\,k\Omega} \approx 0.000449\,A \approx 449\,\mu A \] 3. **Berechnung der Ströme durch die parallelen Widerstände**: Der Strom teilt sich in den parallelen Widerständen. Der Strom durch jeden Widerstand kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden. Zuerst berechnen wir die Spannung über den parallelen Widerständen: \[ U_{parallel} = I_{total} \cdot R_{series} = 449\,\mu A \cdot 20\,k\Omega \approx 8.98\,V \] Jetzt können wir die Ströme durch die einzelnen parallelen Widerstände berechnen: - **Für den 50 kΩ Widerstand**: \[ I_{50} = \frac{U_{parallel}}{R_{50}} = \frac{8.98\,V}{50\,k\Omega} \approx 0.0001796\,A \approx 179.6\,\mu A \] - **Für den 100 kΩ Widerstand**: \[ I_{100} = \frac{U_{parallel}}{R_{100}} = \frac{8.98\,V}{100\,k\Omega} \approx 0.0000898\,A \approx 89.8\,\mu A \] Zusammenfassend: - Der Gesamtstrom \( I_{total} \) beträgt etwa 449 µA. - Der Strom durch den 50 kΩ Widerstand beträgt etwa 179.6 µA. - Der Strom durch den 100 kΩ Widerstand beträgt etwa 89.8 µA.

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Um die Leistung eines einzelnen Widerstands in einer Parallelschaltung zu berechnen, kannst du die Formel für die Leistung \( P \) verwenden: \[ P = \frac{U^2}{R} \] Dabei ist \( U \) die Spann... [mehr]

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Um die Leistung eines einzelnen Widerstands in einer Parallelschaltung zu berechnen, kannst du die Formel für die Leistung \( P \) verwenden: \[ P = \frac{U^2}{R} \] Dabei ist \( U \) die Spannung und \( R \) der Widerstand. In diesem Fall beträgt die Spannung \( U = 12 \, \text{V} \) und der Widerstand eines einzelnen Widerstands ist \( R = 1 \, \text{kΩ} = 1000 \, \text{Ω} \). Setze die Werte in die Formel ein: \[ P = \frac{12^2}{1000} = \frac{144}{1000} = 0,144 \, \text{W} \] Die Leistung eines einzelnen Widerstands beträgt also 0,144 W oder 144 mW. Da die Widerstände parallel geschaltet sind, wird jeder Widerstand die gleiche Spannung von 12 V erhalten, und die Berechnung bleibt für jeden Widerstand gleich. Es ist jedoch wichtig sicherzustellen, dass die Widerstände für diese Leistung ausgelegt sind, um Überhitzung oder Beschädigung zu vermeiden.

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Die richtige Antwort ist: b) n nach p. Eine Halbleiterdiode leitet Strom nur in eine Richtung, nämlich von der p-Dotierung (positiv) zur n-Dotierung (negativ).

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Die richtige Antwort ist: b) n nach p. Eine Halbleiterdiode leitet Strom nur in eine Richtung, nämlich von der p-Dotierung (positiv) zur n-Dotierung (negativ).

Kategorie: Elektronik Tags: Halbleiter Strom Diode