Z-Diode
Eine Diode (griech.: di zwei, doppelt; hodos Weg) ist ein elektrisches Bauelement, das Strom nur in einer Richtung passieren lässt und in der anderen Richtung wie ein Isolator wirkt.
Dioden bewirken eine Gleichrichtung von Wechselspannung, vergleichbar einem Rückschlagventil in einer Wasserleitung. Sie besitzen eine nichtlineare Kennlinie im Strom-Spannungs-Diagramm; außerdem ist diese Kennlinie bei positiven und negativen Spannungen meist stark asymmetrisch.
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Eigenschaften
Das Bild zeigt die typische Z-Form der Kennlinie und das Schaltzeichen.
Bei der Durchbruchspannung UZ knickt die Kennlinie steil ab. Nur dieser steil abfallende Kennlinienzweig ist für die Anwendung von Bedeutung. Dieser Durchbruch beruht im wesentlichen auf zwei Effekten:
Zenereffekt
Da die Grenzschicht sehr schmal ist, tritt bei entsprechender Sperrspannung eine hohe Feldstärke auf, die wiederum starke Kräfte auf Elektronenparrbindungen bewirkt. Ab einer bestimmten Feldstärke werden die Kräfte so groß, daß Elektronenpaarbindungen aufgebrochen werden. Dabei entstehen freie Ladungsträger, die die starke Stromzunahme bewirken.
Lawineneffekt
Die durch den Zehnereffekt losgerissenen Elektronen werden durch das el. Feld so stark beschleunigt, daß sie bei Zusammenstößen weitere Elektronen freisetzen.
Arbeitspunktfestlegung
Definitionen
: min. Z-Strom
: max. Z-Strom
: Arbeitspunkt Z-Strom
: max. Verlustleistung
