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Eine pn-Diode mit Vorwiderstand ist so an eine Spannungsquelle angeschlossen, dass sie sich im Vorwärtsbetrieb befindet, also ein Strom in Durchlassrichtung fließt. Wenn ich das eine Ende des Zweigs (aus Vorwiderstand und Diode) vom Minuspol der Spannungsquelle entferne, welches Potential stellt sich dann an diesem Zweigende ein?

a) das gleiche wie an dem noch angeschlossenen Ende des Zweigs (also wie am Pluspol)
b) 0 Volt
c) undefiniertes Potential

Ich tippe mal auf a). Aber kann mir das jemand mit Bändermodell oder jedenfalls physikalisch erklären? Für einen Leiter wäre die Sache glasklar, aber hier haben wir es ja mit einem p-n-Übergang zu tun.

» Eine pn-Diode mit Vorwiderstand ist so an eine Spannungsquelle
» angeschlossen, dass sie sich im Vorwärtsbetrieb befindet, also ein Strom
» in Durchlassrichtung fließt. Wenn ich das eine Ende des Zweigs (aus
» Vorwiderstand und Diode) vom Minuspol der Spannungsquelle entferne,
» welches Potential stellt sich dann an diesem Zweigende ein?
»
» a) das gleiche wie an dem noch angeschlossenen Ende des Zweigs (also wie
» am Pluspol)
» b) 0 Volt
» c) undefiniertes Potential

a) ist richtig, wenn man auch den noch so kleinen Sperrstrom der Diode berücksichtigt.

Wenn man von Spannung (theoretisch) redet, dann gilt, dass die Messspannung durch nichts belastet wird. Das theoretische Voltmeter hat einen unendlich hohen Innenwiderstand. Und das bedeutet, dass am Ausgang die selbe theoretische Spannung gemessen wird, ob die Diode im Durchfluss- oder im Sperrbetrieb eingesetzt wird.

So, krieg ich jetzt die Auszeichnung ELEKTRONIK-TERRORIST ?

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Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
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Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
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Hi,
neben all den Effekten und Tunnels - ganz pragmatisch!
Der nicht mit Quanteneffekten behaftete Restwiderstand eines
PN-Überganges ist nicht unendlich groß - im Gegensatz zum freigeschalteten Kathodenpin.
Also kann das Potential nur gleich der Versorgungsspannung - also Positiv - sein.

Mit einem realen Meßgerät gemessen fließt wiederum etwas Strom
und der PN-Übergang tritt in Aktion, so daß die Spannung am Meßgerät
um 0,6V geringer ist als die Versorgungsspannung.

cu
st

Danke für die Antworten!

Heißt also: Wenn ich nur den einen Anschluss der Diode an ein definiertes Potenital anschließe und den anderen offen lasse, dann stellt sich an dem offenen das gleiche Potential ein. Richtig?

Nun habe ich aber noch ein Problem: Am p-N-Übergang einer unbeschalteten Diode liegt eine Potentialdifferenz vor (Build-In-Spannung). Wenn ich solch eine Diode ohne weiteres an ein ideales Voltmeter (unendlich hoher Eingangswiderstand) anschließe, dann müsste ich diese Spannung doch eigentlich messen? Ist es so oder nicht und warum?
Weiter: Da aber der Eingangswiderstand eines realen Voltmeters endlich ist, würde ich erwarten, nichts zu messen (0 Volt), weil die Energie des elektrische Feldes infolge des Stromflusses nun am Eingangswiderstand als Wärme abgegeben wird. Auch hier die Frage: Stimmen die Überlegungen oder nicht und wo liegt der Fehler?

» Danke für die Antworten!
»
» Heißt also: Wenn ich nur den einen Anschluss der Diode an ein definiertes
» Potenital anschließe und den anderen offen lasse, dann stellt sich an dem
» offenen das gleiche Potential ein. Richtig?
JA
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» Nun habe ich aber noch ein Problem: Am p-N-Übergang einer unbeschalteten
» Diode liegt eine Potentialdifferenz vor (Build-In-Spannung). Wenn ich
» solch eine Diode ohne weiteres an ein ideales Voltmeter (unendlich hoher
» Eingangswiderstand) anschließe, dann müsste ich diese Spannung doch
» eigentlich messen?

Nein, da der reale Widerstand des pn-Überganges diese Spannungsdifferenz ausgleicht.

» Weiter: Da aber der Eingangswiderstand eines realen Voltmeters endlich
» ist, würde ich erwarten, nichts zu messen (0 Volt), weil die Energie des
» elektrische Feldes infolge des Stromflusses nun am Eingangswiderstand als
» Wärme abgegeben wird.

Nein - Das gemessene Potential an der Kathode ist um die
PN-Sperrschichtspannung niedriger als das an der Anode angeschlossene Potential.
Der Vorwiderstand (zwischen Anode und +Ub angenommen)
wird mit dem geringen Strom des realen Voltmeters
durchflossen. Da dieser Strom sehr gering ist und der Vorwiderstand gegen den Innenwiderstand des Voltmeters
sehr niederohmig, fällt am Vorwiderstand kaum eine Nennenswerte aber berechnbare Spannung ab.

Z.B. Vorwiderstand 1kOhm und Innenwiderstand 100kOhm:
Spannungsabfall am vorwiderstand 1% der Versorgungsspannung.

cu

» Nein, da der reale Widerstand des pn-Überganges diese Spannungsdifferenz
» ausgleicht.

Du meinst, der Spannungsabfall am Widerstand des pn-Übergangs (bzw. Bahnwiderstand der pn-Diode) gleicht die Build-In-Spannung aus? Macht ja Sinn, vorausgesetzt es fließt ein Strom. (ESB von Diode: Reihenschaltung von Widerstand und Spannungsquelle)
Wie ist das nun, wenn ich eine Diode einfach mal kurzschließe, also Anode und Kathode verbinde? Da müsste dann ja ein Strom fließen, oder nicht?

» Wie ist das nun, wenn ich eine Diode einfach mal kurzschließe, also Anode
» und Kathode verbinde? Da müsste dann ja ein Strom fließen, oder nicht?

Nur, wenn die Diode mit starker Strahlung belichtet wird.
(Photovoltaischer Kurzschluß).

Ansonsten fließt auf der Kurzschlußstrecke der Strom, der durch den Vorwiderstand eingeprägt wird - vorausgesetzt, die Verbindung nach Masse ist hergestellt.