Elektronische Bauelemente - Schmidt-Walter

6. Dioden 1
Dioden sind Halbleiterbauelemente 2 mit einem pn-Übergang. Sie sind elektrisch in einer
Richtung sperrend und in der anderen Richtung leitend. Neben dieser Eigenschaft hat der
pn-Übergang weitere Eigenschaften, die für spezielle Dioden ausgenutzt werden.
Als Beispiele seien hier genannt:
Referenzdiode, Zenerdiode: Bei ihr wird eine definierte Durchbruchspannung in
Sperrichtung zu Stabilisierungszwecken genutzt.
Varactordiode, Kapazitätsdiode: Bei ihr wird die spannungsabhängige Kapazität des
PN-Überganges in Sperrichtung für Abstimmzwecke genutzt (beispielsweise im
Tunerbereich).
Fotodiode, PIN-Diode: Bei ihr wird einfallendes Licht in einen Strom umgewandelt. Die
Diode ist dabei in Sperrichtung gepolt. Diese Diode wird beispielsweise als Empfänger in
Lichtschranken und Lichtleitfasern eingesetzt.
Leuchtdiode (LED): Diese Diode emitiert Licht, je nach Konstruktion im sichtbaren oder
unsichtbaren Bereich. Sie wird dafür in Durchlaßrichtung betrieben. Die LED wird
beispielsweise in Anzeigen oder als Sender in Lichtschranken benutzt.
Schaltsymbol:
Abb. 6.1: Schaltsymbol der (Gleichrichter)diode
Kennlinie:
Die Diode ist ein Halbleiterbauelement, das in eine Richtung leitend und in die andere
Richtung sperrend ist.
Bei genauerer Betrachtung der Diode zeigt sich, daß ihr Verhalten nicht ideal ist. In
Vorwärtsrichtung (Abb. 6.2 links) bleibt ein Spannungsabfall über der Diode erhalten, die
sogenannte Schleusenspannung 3 U F . Diese ist nahezu unabhängig vom Durchlaßstrom und
beträgt bei Siliziumdioden ca. 0.7V. In Sperrichtung (Abb. 6.2 rechts) bleibt ein Reststrom,
der sogenannte Sperrstrom 4 I R , vorhanden. Dieser ist nahezu unabhängig von der
Sperrspannung und beträgt bei Siliziumdioden typischerweise einige 10pA.
1
2
3
4
UR
I R
DIODE: diode
HALBLEITER: semiconductor
I
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U F
Abb.6.2: Diodenkennlinie
SCHREUSENSPANNUNG: forward voltage, threshold voltage
SPERRSTROM: reverse current
Anode Kathode
U U
Indizes:
F: forward
R: reverse
_________________________________________________________________________________________
Seite 6.1
I

In Durchlaßrichtung betrachtet, bezeichnet man den positven Anschluß der Diode als Anode
und den negativen als Kathode.
Analytische Form der Kennlinie:
I = IS ⋅ ⎛ U
U
⎝
e T − 1 ⎞ ⎠
Mit I S : Sperrstrom und U T : Temperaturspannung, ca. 25mV bei Raumtemperatur
Durchlassrichtung:
I = IS ⋅ ⎛ U
U
⎝
e T − 1 ⎞ ⎠ ≈ IS ⋅ e U
UT für e U
UT >> 1
Die Kennlinie in Durchlassrichtung präsentiert sich näherungsweise als geknickte Kennlinie,
die auf Grund der unterschiedlichen Sperrströme bei Germanium und Silizium den Knick
(Schleusenspannung UF ) bei 0,3 und 0,7 V hat.
In Durchlassrichtung fallen an der Siliziumdiode ca. 0,7V und an der Germaniumdiode
ca. 0,3V ab.
Sperrrichtung:
I = IS ⋅ ⎛ U
U
⎝
e T − 1 ⎞ ⎠ ≈ IS für e U
UT

weniger 10V bis einige 1000V. Neben den Silizium-Dioden sind Schottky-Dioden und
Germanium-Dioden gebräuchlich.
Schottky-Dioden haben keinen pn-Übergang, sondern einen Metall-Halbleiterübergang. Sie
sind wegen ihrer geringen Durchlaßspannung von 0.2 ...0.5V besonders geeignet für die
Gleichrichtung großer Ströme. Sie haben jedoch nur eine kleine Sperrspannung
(üblicherweise 45V). Germanium-Dioden werden immer dann eingesetzt, wenn ihre
niedrige Durchlaßspannung von 0.3V relevant ist. Sie sind nur für kleine Ströme weniger
zehn mA geeignet.
Neben den zulässigen Grenzwerten für Strom und Spannung, ist die sogenannte
Sperrverzugszeit 1 t rr für verschiedene Anwendungen von Bedeutung. Bei Beaufschlagung mit
einer Sperrspannung sperrt die Diode nicht sofort. Um die sperrende Wirkung des
pn-Überganges zu erzeugen, muß eine elektrische Ladung aufgebaut werden, d.h. kurze Zeit
muß ein Rückwärtsstrom in die Diode fließen. Die Zeit, die dafür benötigt wird, wird
Sperrverzugszeit genannt. Übliche Sperrverzugszeiten liegen im Bereich weniger ns bis ca.
einer µs.
Schaltverhalten von Gleichrichterdioden
siehe auch Datenblatt: 80EBU04.pdf
I
p n
p
e
e
e
e
e
n
UF = 0,7V
U
Durchlasszustand
Rückstrom
I
p
n
U
Sperrzustand
Abb. 6.2: Sperrvorgang: Ein kurzzeitiger Strom in Sperrrichtung bringt die notwendige Sperrladung auf.
Die Diode möge zunächst Strom in Durchlaßrichtung führen.Wird die Diode nun plötzlich
mit Sperrspannung beaufschlagt, so wird der Strom sich umkehren, bis die Raumladung zum
Sperren der Diode aufgebracht ist. Um die Diode zu sperren, ist zunächst eine
Ladungsverschiebung notwendig, die sogenannte Sperrverzugsladung, d.h. es muß ein
Strom in Sperrrichtung fließen. Erst die dann vorhandene Raumladung nimmt die
Sperrspannung auf. Dies äußert sich bei schnellem Schalten in einer erheblichen
Rückstromspitze.
Man unterscheidet zwischen langsamen Dioden (Netzgleichrichter) und schnellen Dioden
(fast, ultra fast). Bei Netzgleichrichterdioden muß eine große Raumladung aufgebaut werden.
Dieser Vorgang dauert bei Nennstrom ca. 1000ns (Sperrverzugszeit). Schnelle Dioden haben
dagegen eine kleinere Sperrverzugsladung und eine entsprechend kürzere Sperrverzugszeit
von ca. 20 bis 100ns.
1
SPERRVERZUGSZEIT: reverse recovery time
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_________________________________________________________________________________________
Seite 6.3
I=0

U =
I D
Ust
Motor
U CE
Ust
I D
Sperrverzugsladung
Qrr
Hier schaltet der Transistor ein
UCE
Hier sperrt die Diode und
der Strom in der Diode klingt ab
Sperrverzugszeit
Abb. 6.3: Beispielhafter Abschaltvorgang eines Diodenstromes
Abb. 6.3. zeigt einen beispielhaften Abschaltvorgang eines Diodenstromes. Zunächst fließt
der Strom durch die Diode (Freilaufdiode). Wird der Transistor eingeschaltet, so
"kommutiert" der Motorstrom von der Diode in den Transistor, d.h. die Diode geht vom
leitenden Zustand in den Sperrzustand über. Im Schaltaugenblick muß die Sperrladung
(Sperrverzugsladung) in der Diode aufgebracht werden, d.h. ein Strom muß kurzzeitig in
Sperrrichtung fließen.
Gleichrichterdioden als Logikbauelemente
Gleichrichterdioden können für digitale Logik eingesetzt werden, der sogenannten
Dioden-Widerstands-Logik (Abb. 6.4).
Abb.6.4: ODER- und UND-Verknüpfung mittels Dioden
Gleichrichterschaltungen
Das öffentliche Stromversorgungsnetz ist ein Wechselspannungsnetz. Für die meisten
elektronischen Anwendungen wird jedoch eine Gleichspannungsversorgung benötigt. Dafür
wird die Netzspannung mittels eines Transformators galvanisch von der Elektronik getrennt
und auf ungefährliche, für die Elektronik geeignete Werte, heruntertransformiert. Die so
gewonnene Wechselspannung wird mittels Dioden gleichgerichtet. Den einfachsten Fall stellt
die Einweggleichrichtung dar (Abb. 6.5). Die positive Halbschwingung verursacht einen
Strom in Durchlaßrichtung der Diode, die negative Stromrichtung wird gesperrt. Es entsteht
am Ausgang eine pulsierende 50Hz Spannung. Am Ausgang U a1 sind nur die positiven
Halbschwingungen von U e vorhanden. Zur Glättung (Siebung 1 ) dieser Ausgangsspannung
1
ODER:
UND:
x
y
x
y
1
&
SIEBUNG: smoothing
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q
q
x
y q
x
y
+Ub
q
x y q
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
x y q
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
_________________________________________________________________________________________
Seite 6.4
trr
t
t

fügt man einen Kondensator hinzu. Dieser wird während der positiven Halbschwingung
geladen und entlädt sich während der negativen Halbschwingung mit der Zeitkonstanten τ
=RC . Je größer C, desto glatter ist die Ausgangsspannung U a2 .
UNetz Ue Ua1
a
U Netz U
e
U
C R a2
b
U e
I t
U a1
I
U a2
Abb. 6.5: Einweggleichrichtung a ohne und b mit Siebkondensator
In üblichen technischen Gleichrichterschaltungen wählt man jedoch Schaltungen, die beide
Halbschwingungen ausnutzen (Abb. 6.6)
Brückengleichrichtung
UNetz Ue Ua Zweiweggleichrichtung
(zweimal Einweggleichrichtung)
U Netz
U e1
U e2
Mittelpunktgleichrichtung
U Netz
U e1
U e2
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U a
+
U a
U e
U a
U e
U a
U =
e1 U e2
von Ue1 vonUe2 vonUe1
U e
U a
U =
e1 U e2
- U e1
U a
Abb. 6.6: Die wichtigsten Gleichrichterschaltungen
_________________________________________________________________________________________
Seite 6.5
U e1
U e2
t
t
t
t
t
t
t
t

Die Brückengleichrichterschaltung 1 erzeugt eine Ausgangsspannung. Der Ausgangsstrom
muß zwei Diodenstrecken passieren. Der Transformator hat nur eine Ausgangswicklung.
Diese Schaltung ist geeignet für kleine Ströme und Spannungen, die groß gegenüber den
Durchlaßspannungen der Dioden sind.
Die Zweiweggleichrichterschaltung 2 erzeugt ebenfalls eine Ausgangsspannung. Der
Ausgangsstrom muß nur eine Diodenstrecke passieren. Daher ist diese Schaltung besonders
geeignet für kleine Ausgangsspannungen und hohe Ausgangsströme.
Die Mittelpunktschaltung 3 erzeugt zwei Ausgangsspannungen, eine positve und eine
negative. Die Ausgangsspannungen sind gleich groß. Sie haben einen gemeinsamen
Mittelpunkt (Massepunkt). Sie ist immer dann geeignet, wenn eine ± Spannungsversorgung
benötigt wird, beispielsweise für Operationsverstärker-Schaltungen.
Beispiel für eine 5V-Spannungsversorgung
Abbildung 6.7: Im Anschluß an die gleichgerichtete Wechselspannung und Siebung wird in
der Regel ein integrierter Spannungsregler eingesetzt. Er regelt die gleichgerichtete Spannung
auf einen konstanten Wert. Nun kann die Schaltung als Spannungsversorgung einer
elektronischen Schaltung eingesetzt werden. Als integrierte Spannungsregler werden sehr oft
die Typen der Reihe 78... eingesetzt. Sie sind preiswert, hinreichend genau und
kurzschlußfest. Als minimale Eingangsspannung benötigen diese Regler 3V mehr als ihre
Ausgangsspannung, z.B. 8V bei 5V Ausgangsspannung.
6.1.2 Zenerdioden
Abb. 6.7: 5V-Spannungsversorgung
Die Zenerdiode 4 (auch Z-Diode genannt) ist eine Diode, die in Sperrichtung betrieben wird.
Sie hat eine definierte Durchbruchspannung (Zenerspannung).
1
2
3
4
200mA
230V/8V
10VA
U Netz Ue
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B80C1500
2200uF,
16V
7805
100n
keramisch
BRÜCKENGLEICHRICHTERSCHALTUNG: bridge rectifier circuit
ZWEIWEGGLEICHRICHTERSCHALTUNG: center-tapped full-wave rectifier
MITTELPUNKTSCHALTUNG: dual-polarity rectifier circuit
ZENERDIODE: zener diode
_________________________________________________________________________________________
Seite 6.6
5V
1A

Abb. 6.8: Zenerdiode, Schaltsymbol und Kennlinie
Zenerdioden werden angeboten mit Zenerspannungen in der E24-Reihe.
Zenerdioden werden zur Spannungsstabilisierung eingesetzt (Abb. 6.9). Die Zenerdiode wird
im Durchbruch (Zenerbereich) betrieben. Dadurch bleibt die Ausgangsspannung in Schaltung
6.9 konstant und unabhängig von der schwankenden Eingangsspannung, sofern die
Eingangsspannung höher ist als die Zenerspannung.
Ue>Uz
Uemax>Ue>Uemin
R
I z
Uz
Abb.6.9: Spannungsstabilisierung mit Zenerdiode
Ia
Ua=Uz
Die Ausgangsspannung ist gleich der Zenerspannung, sofern Strom durch die Zenerdiode
fließt.
Ua = Uz
Die maximale Verlustleistung in der Zenerdiode entsteht im Leerlauf (Ia=0) und beträgt:
PVz = Ue max − Uz
R
Der maximal verfügbare Ausgangsstrom beträgt:
⋅ Uz
Ia max = Ue max − Uz
R
Wird der Ausgangsstrom größer als I amax , wird die Zenerdiode stromlos und Ua kleiner alsUz.
Der maximale Kurzschlußstrom beträgt.
6.1.3 Referenzdioden
I
U
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I
Ik =
Ue max
R
UZ
U
verschiedene
Durchbruchspannungen
_________________________________________________________________________________________
Seite 6.7

Um genaue und temperaturstabile Spannungsreferenzen zu erzeugen, sind konventionelle
Zenerdioden ungeeignet. Man setzt in diesem Falle Spannungs-Referenz-Dioden 1 ein. Diese
werden ebenso wie Zenerdioden betrieben, d.h. sie werden über einen Widersatnd mit einem
näherungsweise konstanten Strom gespeist. Die Spannung, die dann über der Referenzdiode
abfällt, ist absolut sehr genau (1...5%) und unterliegt einer sehr geringen Abhängigkeit von
der Temperatur (10...30ppm/°C).
LM336-2.5
+5V
1mA
2.4k
2.5V
6.1.4 Leuchtdioden (LED)
LM336-5
+15V
1mA
12k
Abb.6.10: Zwei Beispiele für die Referenzspannungserzeugung,
die Referenzdiode LM336 benötigt ca. 1mA Arbeitstrom.
Leuchtdioden 2 (LED: light emitting diode) sind Anzeigeelemente. In ihnen wird die
elektrische Leistung in Licht einer bestimmten Wellenlänge umgewandelt. Es gibt
Leuchtdioden für rotes, gelbes, grünes und seit wenigen Jahren auch für blaues Licht.
Leuchtdioden, die im Infrarot-Bereich leuchten, heißen IRED (Infrared-emitting diode). Sie
werden beispielsweise für Lichtschranken 3 oder Fernbedienungen 4 eingesetzt.
Leuchtdioden eignen sich als Anzeigeelemente für digitale Informationen, beispielsweise
Gerät EIN/AUS.
In der einfachsten Ausführung sind es farbige, runde Kunststoff-Bauelemente von 3- oder
5mm Durchmesser.
I
U
I
U ca. 1.6V
F
Abb.6.11: Leuchtdiode: Schaltsymbol, Kennlinie und Bauelement
U
Leuchtdioden haben eine Durchflußspannung von ca 1.6V. Diese unterliegt einer
Exemplarstreuung und sinkt bei Erwärmung. Übliche Betriebsströme liegen zwischen 2 und
20mA. Für sehr kurze Pulse kann der Strom wesentlich höher sein. Da sie wie alle Diode eine
geknickte Kennlinie haben, müssen sie über einen Vorwiderstand betrieben werden, um einen
definierten Strom einzustellen (siehe Abb. 6.12).
1
2
3
4
REFERENZDIODE: voltage reference
LEUCHTDIODE: light emitting diode, LED
LICHTSCHRANKE: light barrier
FERNBEDIENUNG: remote control
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_________________________________________________________________________________________
Seite 6.8
5V

5V
19 mA
180 Ω
1.6V
15V
19.7 mA
680 Ω
1.6V
HC(T)
AC(T)
LS,AS
ALS,F
+5V
270Ω HC(T)
AC(T)
270Ω
Abb. 6.12: Leuchtdioden benötigen immer einen Vorwiderstand, um einen
bestimmten Strom einzustellen.
Hinweis:
Da LEDs digitale Informationen visualisieren, eignen sich einfache
Anzeigeschaltungen nach Abb. 6.12 auch während der Entwicklung und
Programmierung von digitalen- und Mikroprozessorschaltungen, um die digitalen
Zustände an einzelnen Schaltungselementen oder an den Schnittstellen anzuzeigen.
Selbst wenn beispielsweise Datenausgänge ihre Zustände mit hoher Frequenz
ändern, so gibt die Helligkeit der LEDs oder ein "Flackern" Auskunft darüber, ob
die Schaltung arbeitet oder nicht.
Sieben-Segment-Anzeige
Eine besondere Anordnung von Leuchtdioden stellt die Sieben-Segment-Anzeige 1 dar. Sieben
Leuchtdioden sind dabei so angeordnet, daß man damit Zahlen darstellen kann.
a
b
c
d
e
f
g
180Ω
Abb. 6.13 : Sieben-Segment-Anzeige
f
e
a
g
d
b
c
common
anode
Auch hier gilt, daß die LEDs nie ohne Vorwiderstand an eine Spannungsquelle geklemmt
werden dürfen. Dies gilt natürlich auch, wenn die Anzeige an einem digitalen Schaltkreis
betrieben wird. Die Anzeigen gibt es mit gemeinsamen Anoden- oder Kathodenanschluß
(common anode, common kathode).
1
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SIEBEN-SEGMENT-ANZEIGE: 7-segment LED display
_________________________________________________________________________________________
Seite 6.9
5V

6.6 Laserdioden
Abb. 6.14: Anzeige eines BCD-codierten Wertes
Laserdioden 1 werden im Telekommunikationsbereich zur Signalübertragung mittels
Lichtleitfasern eingesetzt. Sie haben eine deutlich höhere Strahlleistung als LEDs (Faktor
1000). Sie geben die Strahlleistung in einer Wellenlänge ab. Dadurch bleibt eine schärfere
Pulskontur auf langen Übertragungswegen erhalten. Dies wiederum ermöglicht eine sehr
hohe Übertragungsfrequenz.
Die LED gibt Photonen (Lichtquanten) spontan, d.h. ungeordnet und statistisch
(zufallsbedingt) ab. Nach dem Bändermodell entsteht ein Photon immer dann, wenn ein
Elektron vom Leitungsband in das Valenzband springt und dabei eine bestimmte,
physikalisch bedingte, Energiemenge abgibt.
Während die LED die Photonen spontan abgibt, liegt beim Laser eine stimulierte Emission
vor. Die Lichtquanten werden so stimuliert, daß sie in gleicher Richtung, gleicher
Wellenlänge und Phase mit großer Intensität abgegeben werden. Wesentlich dabei ist, daß ein
optischer Resonator (zwei gegenüberliegende Spiegel) eine stehende Welle gewährleistet, und
daß genügend Elektronen mit Energie "vollgepumpt" sind, d.h. sich auf dem Leitungsband
befinden. Mittels des Resonators geben die Elektronen ihre Energie bevorzugt in der
Resonanzwellenlänge ab. Das Kunstwort Laser steht für "light amplification by stimulated
emission of radiation".
Als Beispiel zur Veranschaulichung des Laser-Effekts sei eine Büffelherde genannt. Solange
die Büffelherde in Ruhe weidet, lösen sich nur einige Tiere bisweilen aus dem Verband, ganz
spontan sozusagen. Wird die Herde nun durch einige Indianer erschreckt, sozusagen
stimuliert, bewegen sich die Büffel gleichgerichtet, mit gleicher Geschwindigkeit und hoher
Energie. Damit die Büffel die Energie dazu haben, müssen sie vorher viel Gras gefressen
haben, sie müssen sozusagen mit Energie vollgepumpt sein.
Laserdioden verhalten sich bei geringem Strom zunächst wie normale LEDs. Bei
Überschreiten eines bestimmten Stromwertes, dem sogenannten Schwellenstromes, steigt die
Emission von Lichtquanten jedoch lawinenartig an. Dies ist der Bereich der stimulierten
Emission. In diesem Bereich wird die Laserdiode betrieben.
1
BCD
input
5V
Vcc
A
B
C
D
GND
LASERDIODE: laser diode
latch
decoder
driver
HC
4511
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a
b
c
d
e
f
g
180Ω
f
e
a
g
d
b
c
common
cathode
_________________________________________________________________________________________
Seite 6.10

Photonenemission
Stimulierte Emission
Spontane Emission
Ith
Abb. 6.15: Laserkennlinie
Der Betrieb der Laserdiode ist im Bereich der stimulierten Emission thermisch kritisch. Mit
der hohen Strahlleistung entstehen auch hohe Verluste, die leicht zur thermischen Zerstörung
des Bauteils führen können.
Der Kennlinienast im Bereich der stimulierten Emission verschiebt sich bei Erwärmung nach
links, wodurch die Strahlleistung und die Verlustleistung bei konstantem Strom I F ansteigen.
Die Bauteiltemperatur steigt dadurch ebenfalls an, wodurch wiederum die Kennlinie weiter
nach links verschoben wird und die Strahlleistung weiter ansteigt. Ein solcher Betrieb würde
zum thermische Kollaps des Bauteils führen.
Deswegen werden Laserdioden grundsätzlich in einem Kühlregelkreis und in einem optischen
Regelkreis betrieben. Die Temperatur wird im Betrieb laufend gemessen und mittels eines
Peltierelementes konstant gehalten. Die optische Strahlleistung wird mittels einer Photodiode
gemessen und über einen Regelkreis ebenfalls konstant gehalten. Der Betrieb einer
Laserdiode ist damit deutlich komplizierter und aufwendiger, als der einer normale LED.
6.7 Fotodioden
Fotodioden 1 sind Dioden, deren Strom nicht nur von der anliegenden Spannung, sondern auch
vom Lichteinfall abhängt (siehe Abb. 6.16). Sie werden beispielsweise für den Empfang von
Fernbedienungssignalen in Fernsehern und Hifi-Anlagen benutzt, in Lichtschranken und als
Empfänger 2 in Lichtleitfaser-Übertragungseinrichtungen.
1
2
Beleuchtungsstärke
U
FOTODIODE: photo diode
EMPFÄNGER: reciever
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I
I
B A
Dunkelkennlinie
Kennlinien bei
Beleuchtung
Abb.6.16: Kennlinien einer Fotodiode
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Seite 6.11
U
I F

Durch Lichteinfall verschiebt sich die Diodenkennlinie in den negativen Strombereiches. Der
lichtabhängige Strom (auch Photostrom Iph genannt) fließt in Sperrichtung!
Im Quadranten A der Kennlinien gibt die Diode Energie ab. Dieser Bereich wird
hauptsächlich in sogenannten Silizium-Fotoelementen (Solarzellen) 1 genutzt. Fotoelemente
reagieren sehr langsam und können im Sperrbereich nur sehr begrenzt betrieben werden
(UR ≈ 1V) .
Für digitale Anwendungen werden Silizium-Fotodioden und sogenannte PIN-Fotodioden 2
eingesetzt. Silizium-Fotodioden werden in Sperrichtung betrieben (Quadrant B der
Kennlinien). Auftreffende Lichtimpulse führen zum Anstieg des Sperrstromes. Je höher die
angelegte Sperrspannung ist, je schneller reagiert die Fotodiode auf eine Änderung des
Lichtsignales. Übliche Sperrspannungen liegen im Bereich zwischen 10 und 30V.
Silizium-Fotodioden sind üblicherweise geeignet für Frequenzen einiger hundert kHz bis ca.
1Mhz.
PIN-Fotodioden (positiv-intrinsic-negativ) werden ebenso betrieben, wie normale
Silizium-Fotodioden. Auf Grund ihrer speziellen Halbleiterstruktur sind sie für Frequenzen
bis weit in den GHz-Bereich geeignet.
Die maximale Empfindlichkeit von Silizium-Fotodioden liegt im Wellenlängenbereich 800
bis 950 nm. Das ist im Infrarotbereich.
+Ub
Ua
Abb. 6.17: Prinzip einer Infrarot-Empfängerschaltung
Abb. 6.17 zeigt eine einfache Infrarot-Empfängerschaltung, um die Umwandlung von
Lichtimpulsen in ein elektrisches Signal darzustellen. Praktische Empfängerschaltungen sind
in der Regel deutlich aufwendiger, damit das i.d.R. schwache, gegebenenfalls durch
Fremdlicht überlagerte, Lichtsignal sicher ausgewertet werden kann.
1
2
SOLARZELLE: solar cell
PIN-DIODE: PIN diopde
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