Beschaffung von Hochgeschwindigkeits-Schaltdioden und Hochspannungs-Schaltdioden
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Eine Diode ist ein elektronisches Bauteil mit zwei Anschlüssen, das den Strom hauptsächlich in eine Richtung leitet (asymmetrische Leitfähigkeit);Es hat einen niedrigen (idealerweise Null) Widerstand in einer Richtung und einen hohen (idealerweise unendlichen) Widerstand in der anderen.
Eine Dioden-Vakuumröhre oder thermionische Diode ist eine Vakuumröhre mit zwei Elektroden, einer beheizten Kathode und einer Platte, in der Elektronen nur in eine Richtung fließen können, von der Kathode zur Platte.
Eine Halbleiterdiode, der heute am häufigsten verwendete Typ, ist ein kristallines Stück Halbleitermaterial mit einem pn-Übergang, der mit zwei elektrischen Anschlüssen verbunden ist.[4]Halbleiterdioden waren die ersten elektronischen Halbleitergeräte.Die Entdeckung der asymmetrischen elektrischen Leitung über den Kontakt zwischen einem kristallinen Mineral und einem Metall wurde 1874 vom deutschen Physiker Ferdinand Braun gemacht. Heutzutage bestehen die meisten Dioden aus Silizium, aber auch andere halbleitende Materialien wie Galliumarsenid und Germanium werden verwendet.[ 5]
Dioden werden unter anderem in Gleichrichtern eingesetzt, um Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln, zur Demodulation in Funkempfängern und können sogar als Temperatursensoren verwendet werden.Eine gängige Variante einer Diode ist eine Leuchtdiode, die als elektrische Beleuchtung und Statusanzeige an elektronischen Geräten eingesetzt wird.Dioden können mit anderen Komponenten kombiniert werden, um Logikgatter zu bilden.
Die häufigste Funktion einer Diode besteht darin, einen elektrischen Strom in eine Richtung (die sogenannte Vorwärtsrichtung der Diode) fließen zu lassen und ihn in der entgegengesetzten Richtung (die Rückwärtsrichtung) zu sperren.Somit kann die Diode als elektronische Version eines Rückschlagventils betrachtet werden.Dieses unidirektionale Verhalten wird als Gleichrichtung bezeichnet und dient zur Umwandlung von Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC).Als Gleichrichter können Dioden beispielsweise für die Modulationsgewinnung aus Funksignalen in Funkempfängern eingesetzt werden.
Allerdings können Dioden aufgrund ihrer nichtlinearen Strom-Spannungs-Kennlinien ein komplizierteres Verhalten als dieser einfache Ein-Aus-Vorgang aufweisen.[6]Beispielsweise variiert der Spannungsabfall in Vorwärtsrichtung einer Diode nur wenig mit dem Strom und ist eher eine Funktion der Temperatur;Dieser Effekt kann als Temperatursensor oder als Spannungsreferenz genutzt werden.Und ihr hoher Widerstand gegenüber dem in Sperrrichtung fließenden Strom fällt plötzlich auf einen niedrigen Widerstand ab, wenn die Sperrspannung an der Diode einen Wert erreicht, der als Durchbruchspannung bezeichnet wird.Auch Halbleiterdioden in Durchlassrichtung müssen eine Schwellenspannung oder Einschaltspannung überschreiten, bevor sie Strom leiten können.
Die Strom-Spannungs-Kennlinie einer Halbleiterdiode kann durch Auswahl der Halbleitermaterialien und der bei der Herstellung in die Materialien eingebrachten Dotierungsverunreinigungen angepasst werden.[6]Mit diesen Techniken werden Spezialdioden hergestellt, die viele verschiedene Funktionen erfüllen.[6]Dioden werden beispielsweise zur Spannungsregelung (Zenerdioden), zum Schutz von Schaltkreisen vor Überspannungen (Lawinendioden), zur elektronischen Abstimmung von Radio- und Fernsehempfängern (Varaktordioden) oder zur Erzeugung hochfrequenter Schwingungen (Tunneldioden, Gunn-Dioden) eingesetzt , IMPATT-Dioden) und zur Lichterzeugung (Leuchtdioden).Tunnel-, Gunn- und IMPATT-Dioden weisen einen negativen Widerstand auf, was in Mikrowellen- und Schaltkreisen nützlich ist.
Als Schrotrauschgeneratoren können sowohl Vakuum- als auch Halbleiterdioden verwendet werden.
