Diode - Verständnisproblem

[Moppi]

Hallo,

ich glaube, ich stelle mich gerade mit dem Denken irgendwie an, aber ich kommt bei Dioden nicht klar, mit dem Sachverhalt des Stroms.

Normalerweise wähle ich ein Bauteil nach Leistung aus, die es verkraften muss. Bei Dioden, nach allem was ich gelesen habe, scheint es nur den Nennstrom zu geben. Mir will irgendwie nicht in den Kopf, dass ich eine Diode, die 1A Nennstrom hat, mit 1000000V bei 1A belasten kann, ohne, dass die zerstört wird. Es sind immer zwei Werte angegeben, Spannung und Strom. Spannung soll die Max-Sperrspannung sein. Strom, der Max-Strom in Durchflussrichtung. Wenn eine Diode bei meinetwegen 12V, 1A verkraftet, warum dann nicht bei 6V, 2A? Und anders rum theoretisch könnte man eindrillionstel Volt durchfließen lassen, ebenfalls bei 1A, ohne dass die Diode das zerstören würde.

Im Netz habe ich bislang keine richtige Erklärung dafür gefunden, die mir einleuchtet. Deshalb: ich glaube, ich stelle mich gerade mit dem Denken irgendwie an.

MfG


PS: ist wohl falsche Kategorie, vielleicht kann das jemand nach "Elektronik" verschieben?

[Klebwax]

Bei allen Halbleitern gibt es zwei Grenzen für den Strom. Die erste hat mit dem Aufbau zu tun. Überschreitet der Strom einen bestimmten Wert, schmilzt der Bonddraht. Diesen Wert wird man selten erreichen. Die zweite Grenze ist die Temperatur des Halbleiters und das hängt von der umgesetzten Leistung ab.

Die Spannung, über die du sprichst, spielt bei der Leistung, und um die geht es, keine Rolle. Sie sagt nur, je größer desto kaputt und das selbst, wenn gar kein Strom fließt. Die Leistung berechnet sich aus der Spannung an der Diode, 0,6-0,7V für normale Siliziumdioden, mal dem Strom der durch sie fließt. Umgekehrt gepolt liegt an der Diode eine hohe Spannung, es fließt aber kein Strom (es sei denn sie ist gerade wegen zu hoher Spannung durchgebrannt). Die Leistung ist also 0.

MfG Klebwax

[Holomino]

Vielleicht mal die BAT43 als Beispiel: https://cdn-reichelt.de/documents/da..._BAT43_NXP.pdf
Im Datenblatt auf S. 2 findest Du "Fig. 2: Forward current versus forward voltage (typical values)".

Bei den nominal angegebenen IF =0,2A kannst Du die Spannung ablesen und mit P=U*I die maximale Dauerlast errechnen (0,2A*0,84V = 0,168W).

Der in der Kurve gezeigte Strom geht aber wesentlich höher, weil es Anwendungen, wie z.B. Gleichrichter gibt, bei denen der Strom nur 50% der Zeit fließt.
Man muss jetzt etwas fummeln, um herauszubekommen, wieviel Strom die Diode in einer Gleichrichteranwendung verträgt. 0,4A werden es nicht sein, da hier der Spannungsabfall höher als 0,82V ist. Aber bei 350mA*0,95V/2(!)= 0,166W würde es noch gehen.

(!=50% der Zeit im Gleichrichter)

[Moppi]

Die Verlustleistung müsste bei einer Diode immer dieselbe sein. Wenn ich in die Tabelle schaue und ich habe bei z.B. 1A, 0.7V Spannungsabfall, dann habe ich also eine bestimmte Verlustleistung. Die ist unabhängig von der Eingangsspannung. Der Nennstrom der Diode betrage 1A: Wenn 1A durch die Diode fließen, bei 100V, dann sind das 100W. Die Diode wird dann nicht zerstört. Ebenfalls nicht bei 1000V, obwohl ich über die Diode 1000W entnehme. Wenn ich aber mit 10V Eingangsspannung arbeite und durch die Diode fließen 10A, sind das auch 100W, hier würde die Diode zerstört, weil die ja nur für 1A ausgelegt ist. Wobei bei den 10A die Verlustleistung 10mal höher ist, als bei den Beispielen mit 1A.

Aus dem, was ich überall lese, entnehme ich das so, ist das denn so richtig?

MfG

[HaWe]

ich verstehe das nicht so, dass die Diode 1A "verbraucht", sondern dass die Diode einen Strom von 1A "aushält", der durch sie hindurchfließt, so wie durch ein Kupfer-Verbindungskabel.
Der Spannungsabfall erfolgt dabei fast zu 100% am seriell geschalteten Verbraucher.

Was durch die Diode hindurchfließt, ist 1A.
Was an der Diode an Spannung abfällt, ist 0,7V.
Der Innenwiderstand ist U/I=0,7 Ohm.
Die "Innere Verlustleistung" P_D=U_D*I ist damit = 0,7V * 1A = 0,7W

Der Gesamtstrom wird also überwiegend durch die Gesamtspannung und den Innenwiderstand des vorgeschalteten Verbrauchers bestimmt, an ihm fällt soviel Spannung ab, dass an der Diode nur noch 0,7V anliegen -
bei einem 10W Verbraucher und 10V (1A) also 9,3V,
bei einem 100W Verbraucher und 100V (1A) also 99,3V,
bei einem 1000W Verbraucher und 1000V (1A) also 999,3V,
an der Diode aber liegen immer nur 0,7V an.

[Moppi]

was ich schon geschrieben habe, ergänze ich mal.

Die Verlustleistung müsste bei einer Diode immer dieselbe sein. Wenn ich in die Tabelle schaue und ich habe bei z.B. 1A, 0.7V Spannungsabfall, dann habe ich also eine bestimmte Verlustleistung. Die ist unabhängig von der Eingangsspannung. Der Nennstrom der Diode betrage 1A: Wenn 1A durch die Diode fließen, bei 100V, dann sind das 100W. Die Diode wird dann nicht zerstört. Ebenfalls nicht bei 1000V, obwohl ich über die Diode 1000W entnehme. Wenn ich aber mit 10V Eingangsspannung arbeite und durch die Diode fließen 10A, sind das auch 100W, hier würde die Diode zerstört, weil die ja nur für 1A ausgelegt ist. Wobei bei den 10A die Verlustleistung 10mal höher ist, als bei den Beispielen mit 1A.
Aus dem, was ich überall lese, entnehme ich das so, ist das denn so richtig?

Am Ende ist die Frage, ob eine Diode einer bestimmten Leistung standhält.
Wenn ich eine Diode im Gleichstromkreis betreibe, so dass sie keinem Wechsel ausgesetzt ist (positive und negative Spannung), interessiert mich, wieviel Strom, bei wieviel Spannung die Diode, in Flussrichtung, aushält. Die Stromstärke ist angegeben, z.B. eben 1A.

Nachtrag:

Ich habe noch was gefunden: Verlustleistung Ptot, als maximale Leistung, welche die Diode nicht zerstört.
Leider ist die aber nicht in jedem Datenblatt angegeben. Ich habe bei Reichelt geschaut für eine 1N5408, dort finde ich Ptot jetzt nicht.

Ich stell mal einen Link hier rein: https://elektroniktutor.de/bauteilkunde/diode.html
Dort gibt es eine gute Beschreibung. Ob das alles richtig ist, vermag ich aber nicht zu sagen.

Für Schutzzwecke im Gleichstromkreis müsste ich Ptot berücksichtigen und die maximale Leistung in Flußrichtung If. Daraus ergäbe sich die Spannung, die ich maximal, bei If, anlegen darf.
Heißt aber auch, dass eine Diode keine unendlich hohen Spannungen bei maximalem Strom verträgt, was mich Eingangs auch stark irritiert hat.
Problem: kenne ich Ptot nicht, wie bei der 1N5408, kann ich nur hoffen, dass die eine bestimmte Spannung, bei Maximalstrom If, aushält.



MfG

[wkrug]

Du hast hier ein totales Verständnisproblem!
Wir reden hier von " normalen " Dioden und keinen Sondertypen wie z.B. Z-Dioden, oder Supressordioden.

In Durchflussrichtung wird an der Diode immer nur ein kleine Spannung anliegen, wenn sie nicht defekt ist.
Wie hoch die ist hängt vom Diodentyp und dem Durchflussstrom If ab ( siehe Datenblatt Durchflusskennlinie ).
Also auch wenn du in Durchflussrichtung 1000V anlegst wirst Du hinter der Diode 999,3V gegen den Minuspol messen, wenn da etwas Strom fliesst.
Sprich an der Diode fallen ca. 0,7V ab.

Legst Du in Durchflussrichtung eine normale Diode direkt an eine entsprechende Spannungsquelle über der Durchflussspannung, steigt der Strom über den Maximalstrom der Diode und sie geht dadurch kaputt.

In Sperrichtung sperrt die Diode und es fliesst nur ein sehr geringer Rückstrom ( Im Datenblatt als Ir bezeichnet ).
Hier gilt es die maximale Rückwärtsspannung nicht zu überschreiten sonst Schlägt die Diode durch und ist ebenfalls kaputt.

Fazit in Vorwärtsrichtung wir an einer Diode normalerweise nie mehr als ca. 1V abfallen auch wenn Du 1000V anlegst.
In Sperrrichtung fliesst durch die Diode kein Strom, also wird hier auch keine Leistung umgesetzt.
Bau Dir doch einfach mal eine Schaltung aus einem Widerstand und einer Diode in Reihe auf. Leg eine Spannung an die Schaltung und miss einfach mal die Spannungswerte an den beiden Bauteilen - evtl. wir es dann klarer.

[Moppi]

Erst einmal schon ein Danke, für die Antworten!

Du hast hier ein totales Verständnisproblem!
Wir reden hier von " normalen " Dioden und keinen Sondertypen wie z.B. Z-Dioden, oder Supressordioden.

stimme zu, versuche das zu klären

Legst Du in Durchflussrichtung eine normale Diode direkt an eine entsprechende Spannungsquelle über der Durchflussspannung, steigt der Strom über den Maximalstrom der Diode und sie geht dadurch kaputt.

Ich schließe die Diode direkt an eine Spannungsquelle an mit 12V, vorgeschaltet vor einen Verbraucher/Motor, Lampe etc.
Durchflusspannung ist wie groß? Wird die Durchflussspannung der Diode überschritten?




MfG

[Klebwax]

Ich schließe die Diode direkt an eine Spannungsquelle an mit 12V, vorgeschaltet vor einen Verbraucher/Motor, Lampe etc.
Durchflusspannung ist wie groß? Wird die Durchflussspannung der Diode überschritten?

Was denn nun? "direkt" oder "vorgeschaltet" ?

Zeichne mal einen Schaltplan und schreib da die Strom und Spannungswerte ran, die du erwartest. Geht auch mit Papier und Bleistift. Darüber lässt sich dann leichter diskutieren.

MfG Klebwax

[Moppi]

     z.B. 1N4002


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12V              |Last|     ~11.3V 
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