35 22 Die Halbleiterdiode Fügt man einen p-Leiter und einen n-Leiter aneinander, so erhält man eine sogenannte Halbleiterdiode1 (semiconductor diode, Abb. 22.1). Die Berührungsfläche des p-Leiters mit dem n-Leiter heißt Grenzschicht. Ist keine Spannung an der Diode angelegt, kommt es in der Grenzschicht infolge der Wärmebewegung der Elektronen zum Auffüllen der Löcher mit Elektronen. Dadurch sind in dieser schmalen Zone fast keine freien Ladungen mehr vorhanden (Abb. 22.2). Versuch: Baue nach Abb. 22.3 mit einer Halbleiterdiode und einer Glühlampe einen Stromkreis auf. Verbinde den positiven Pol der Spannungsquelle mit dem p-Leiter der Diode, den negativen Pol über die Glühlampe mit dem n-Leiter. (Der Anschlussdraht für den n-Leiter ist meist durch einen Farbring auf dem Diodengehäuse gekennzeichnet.) Beobachte die Glühlampe. Verbinde nun den positiven Pol mit dem n-Leiter und den negativen Pol mit dem p-Leiter der Diode (Abb. 22.4). Beobachte erneut die Glühlampe. Steht der p-Leiter mit dem positiven Pol und der n-Leiter mit dem negativen Pol der Spannungsquelle in Verbindung, so werden ausreichend Elektronen nachgeliefert und die ladungsarme Zone wird abgebaut. Die Diode leitet und das Lämpchen leuchtet. Man sagt, die Diode ist in Durchlassrichtung gepolt (Abb. 22.3). Ist der p-Leiter aber mit dem Minuspol und der n-Leiter mit dem Pluspol der Spannungsquelle in Verbindung, so werden die freien Elektronen im n-Leiter von der Grenzschicht ferngehalten. Es bildet sich eine sogenannte Sperrschicht und die Halbleiterdiode lässt keinen Strom durch. Deshalb kann auch das Lämpchen nicht leuchten. In diesem Fall sagt man, die Diode ist in Sperrrichtung gepolt (Abb. 22.4). Du erkennst, dass eine Diode Strom nur in einer Richtung durchlässt. Von besonderer Bedeutung ist ihre Verwendung bei der Gleichrichtung von Wechselspannungen in den Netzteilen vieler elektronischer Geräte (z. B. Ladegeräte für Handy, Tablet oder Laptop). Speziell gebaute Dioden können bei Polung in Durchlassrichtung Licht aussenden. Solche Leuchtdioden (LED2) werden einzeln oder in Gruppen für optische Anzeigen oder als Leuchtmittel verwendet. Du bist dran – zeige deine Kompetenz: 22.1 Führe mit einer LED die Versuche in Abb. 22.3 und 22.4 durch. Beschreibe und erkläre deine Beobachtung. 22.2 Recherchiere und nenne Geräte, welche LEDs verwenden. 1 Diode … Kurzwort aus Di-Elektrode … Bauteil mit zwei Elektroden 2 LED … light emitting diode Gibt es „Einbahnstraßen“ für den elektrischen Strom? 22.1 Verschiedene Dioden. Die Bausteine zeigen die Schaltsymbole: Gleichrichter, Diode, Leuchtdiode. 22.3 Diode in Durchlassrichtung gepolt p-Leiter n-Leiter 5 V 6 V/0,1 A Diode zB 1N4007 Es werden ausreichend Elektronen nachgeliefert ⇒ die ladungsarme Zone wird abgebaut. + 22.2 Diode ohne angelegte Spannung p-Leiter n-Leiter Durch die Wärmebewegung erfolgt ein Ausgleich der Ladungen ladungsträgerarme Grenzschicht 22.4 Diode in Sperrrichtung gepolt p-Leiter n-Leiter 5 V 6 V/0,1 A + Diode zB 1N4007 Die Elektronen und Löcher werden abgezogen ⇒ es entsteht eine Sperrschicht. Eine Diode lässt den Strom nur in einer Richtung durch. Sie kann daher als Gleichrichter verwendet werden. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
RkJQdWJsaXNoZXIy ODE3MDE=