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V∼ Abbildung 3.27: Villard-Schaltung a b C1 D1 3.3 Schaltungsbeispiele mit Halbleiterdioden D2 C2 Vout in C1 gespeichert. Sobald die Spannung an der Anode von D2 um eine Diodenflussspannung größer ist als die Spannung, auf die der Kondensator C2 geladen ist, wird die Diode D2 leitend. Die Summe aus der Eingangsspannung und der Ladespannung von C1 lädt den Kondensator C2 auf. Im unbelasteten Fall erhält man am Ausgang den doppelten Scheitelwert der Eingangsspannung. Da die Ladung von einem Spannungsniveau auf das nächste weitergegeben wird, spricht man auch von einer Ladungspumpe. Typische Anwendungsfälle für Ladungspumpen sind zum Beispiel die Erzeugung von Hilfsspannungen bei seriellen Schnittstellen. V∼ C1 D1 Abbildung 3.28: Hochspannungskaskade C3 D2 D3 C2 C5 D4 D5 C4 D6 C6 Vout Der Vorteil der Villard-Schaltung ist ihre Kaskadierbarkeit. Als Beispiel ist in ◮Abbildung 3.28 eine dreistufige Kaskade gezeichnet. Die zweite Stufe ist zur besseren Trennung zwischen den Stufen blau gezeichnet. Die Ausgangsspannung ergibt sich aus der Stufenanzahl n und dem Scheitelwert der Eingangsspannung ˆV. Vout ≈ 2 · n · ˆV Simulation 147
3 HALBLEITERDIODEN Simulation 148 Diese dreistufige Spannungskaskade liefert eine um den Faktor 6 höhere Ausgangsspannung. Eine andere Möglichkeit, diese Kaskade zu bauen, ist in ◮Abbildung 3.29 gezeigt. Durch den Anschluss der Ausgangskondensatoren am Bezugspotential wird die Schaltung belastbarer, allerdings benötigt man Kondensatoren mit einer von der Stufenanzahl abhängigen höheren Spannungsfestigkeit. Durch die direkte Verbindung der Kondensatoren C1, C3 und C5 mit dem Eingang wird die Zeit zum Aufbau der Hochspannung verkürzt. V∼ C1 D1 C3 C5 D2 D3 C2 Abbildung 3.29: Variante der Hochspannungskaskade D4 D5 C4 D6 C6 Vout Als Übungsbeispiel und zur Überprüfung der Fertigkeiten bei der Analyse von Gleichrichterschaltungen möge folgendes Beispiel dienen:
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Seite 4 und 5: Kathode Anode n p VR VF Abbildung 3
Seite 6 und 7: 3.1 Siliziumdiode tialfunktion für
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Seite 10 und 11: 3.2 Arten von Halbleiterdioden Fehl
Seite 12 und 13: 3.2 Arten von Halbleiterdioden mit
Seite 14 und 15: 3.3 Schaltungsbeispiele mit Halblei
Seite 24 und 25: Elektrolytkondensatoren 3.3 Schaltu
Seite 36: Beispiel: Wie funktioniert diese Sc

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