| Schwellspannung | erst darüber leitet die Diode | Darunter fließt praktisch kein Strom. |
| Silizium | 0,6 bis 0,8 V | |
| Germanium | 0,2 bis 0,4 V | Deutlich niedriger als Silizium. |
| Was zählt | Anode minus Kathode | Die Differenz, nicht der Wert gegen Masse. |
| Beispiel: Anode 5,7 V, Kathode 5,0 V | 0,7 V Differenz, sie leitet | Über der Siliziumschwelle, Anode positiver. |
| Kathode höher als Anode | Sperrrichtung | Sie sperrt, gleich wie groß die beiden Werte sind. |
| In Sperrrichtung | hoher Widerstand | Nicht hohe Kapazität und nicht geringe Impedanz. |
| Anwendung | Gleichrichtung von Wechselspannung | Nur eine Polarität kommt durch. Kein Verstärker und kein Speicher. |
| Z-Diode | Spannungsstabilisierung | Wird in Sperrrichtung betrieben. Nicht Strom-, nicht Leistungsstabilisierung. |
| Schottkydiode | sehr niedrige Durchlassspannung und sehr hohe Schaltfrequenz | Beide Eigenschaften zusammen, beide günstig. |
| Vorwiderstand einer Leuchtdiode | am Widerstand fällt die Differenz ab | 5,0 V minus 1,4 V sind 3,6 V. |
| Beispiel: 1,4 V, 20 mA, 5,0 V Quelle | 180 Ohm | 3,6 V / 0,02 A = 180 Ohm. |
Merken: Die Diode leitet erst über ihrer Schwellspannung, und die hängt am Werkstoff: Germanium 0,2 bis 0,4 V, Silizium 0,6 bis 0,8 V. Entscheidend ist immer die Differenz Anode minus Kathode, nicht die Spannung gegen Masse. In Sperrrichtung ist die Diode hochohmig, und daraus folgt die Gleichrichtung; die Z-Diode nutzt gerade diese Sperrrichtung zur Spannungsstabilisierung. Beim Vorwiderstand einer Leuchtdiode fällt nur die Differenz am Widerstand ab: 5,0 V minus 1,4 V sind 3,6 V, geteilt durch 20 mA ergibt 180 Ω.
Der Zusammenhang
Eine Diode ist kein Schalter, der bei null anfängt. Sie hat eine Schwellspannung, und erst DARÜBER leitet sie: unterhalb fließt praktisch kein Strom, oberhalb fließt Strom, und die Spannung an der Diode bleibt dabei fast auf ihrem Schwellwert stehen. Daraus folgt alles Weitere. Zuerst der Werkstoff, denn die Schwelle ist eine Eigenschaft des Halbleiters: Germanium braucht weniger als Silizium, 0,2 bis 0,4 V gegen 0,6 bis 0,8 V. Eine Schottkydiode liegt noch darunter und schaltet dazu sehr schnell; beides sind Vorteile, und darin liegt die Falle bei dieser Frage, weil die falschen Antworten einen Vorteil mit einem Nachteil mischen. Dann die Richtung. Die Schwelle gilt für die DIFFERENZ zwischen Anode und Kathode, nicht für die Spannung eines Anschlusses gegen Masse. Liegen an der Anode 5,7 V und an der Kathode 5,0 V, dann liegen an der Diode 0,7 V in Durchlassrichtung, und eine Siliziumdiode leitet — obwohl beide Werte für sich betrachtet groß sind. Liegt die Kathode höher als die Anode, ist die Diode in Sperrrichtung, und dann hat sie einen hohen Widerstand, ganz gleich wie groß die beiden Werte sind. Hoher Widerstand in der einen und kleiner in der anderen Richtung — daraus folgt die Gleichrichtung von Wechselspannung, denn es kommt nur eine Polarität durch. Die Z-Diode kehrt die Nutzung um: sie wird absichtlich in Sperrrichtung betrieben, wird bei ihrer Durchbruchspannung leitend und hält diese Spannung dann fest, und darum dient sie zur Spannungsstabilisierung und nicht zur Stabilisierung eines Stromes. Und aus dem Stehenbleiben der Durchlassspannung folgt der Vorwiderstand einer Leuchtdiode. Die Leuchtdiode nimmt ihre Durchlassspannung, der Rest der Quellenspannung muss am Widerstand abfallen, und dieser Widerstand legt damit den Strom fest. Bei 5,0 V Quelle und 1,4 V an der Leuchtdiode bleiben 3,6 V; bei 20 mA sind das 3,6 V geteilt durch 0,02 A gleich 180 Ω. Wer die ganze Quellenspannung durch den Strom teilt, lässt die Durchlassspannung weg und bekommt einen zu großen Wert.
Herkunft: Fragenkatalog Klasse E, Fragen EC501 bis EC504, EC513, EC515 und EC518; der Vorwiderstand und die Spannungsdifferenz von 0,7 V sind nachgerechnet. Das Ohmsche Gesetz für den Vorwiderstand steht auf Blatt 11 der Formelsammlung, Schaltungs- und Leistungsformeln auf Blatt 12; die Blattnummern sind aus den Inhaltsangaben der Formelblatt-Analyse abgeleitet. Das Bauteilwissen zur Diode selbst steht nicht in der Formelsammlung. Zusatzwissen und nicht im Katalog: dass die Schwelle am pn-Übergang entsteht; dass die Z-Diode bei ihrer Durchbruchspannung leitend wird und deshalb stabilisiert; dass die Durchlassspannung über dem Schwellwert nur noch wenig ansteigt und der Vorwiderstand darum den Strom bestimmt. Zur Schottkydiode nennt der Katalog keine Zahlenwerte, nur „sehr niedrig“ und „sehr hoch“.