Im Gegensatz zu ohmschen Widerständen ist die Strom-Spannungs-Kennlinie einer Diode nicht linear.
Spannung und Strom sind nicht linear zu einander.
Damit ein elektrischer Strom durch eine Diode fließen kann, muss zunächst einmal die Sperrspannung des pn-Übergangs überwunden werden.
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Ist dieser pn-Übergang aber dann mit Elektronen überflutet, leitet die Diode sehr gut.
So gut, dass Dioden nur mit einem Vorwiderstand betrieben werden dürfen. Der hohe Strom würde nämlich sonst die Diode zerstören.
Aufnahme der Diodenkennlinie
Die Aufnahme einer Diodenkennlinie gehört in vielen praktischen Praktika in Schulen und Hochschulen zum ersten Einstieg in das Thema Halbleiter-Bauelemente.
An realen Dioden wir hier – über einen Vorwiderstand (!) – die Spannung Schritt für Schritt erhöht. Die sich ergebenen Spannungswerte und Stromwerte werden dann in eine Tabelle eingetragen und anschließend die Kennlinie per Hand gezeichnet.
Kann man so machen – muss man aber nicht 😉
Aufnahme der Diodenkennlinie in PSPICE
Mit Hilfe von Simulationsprogrammen, wie beispielsweise PSPICE, können solche Aufgaben und Lernsituation mit dem PC durchgeführt werden.
Man baut hierzu die Schaltung in PSPICE auf und nutzt dann ein besonderes Verfahren für die Simulation.
Statt jeden Spannungswert einzeln einzustellen und die ergebenen Stromstärken zu notieren. Verwendet man den Analysetyp DC Sweep.
Bei einer Analyse mit DC Sweep lässt man die Simulation für mehrere Spannungswerte nacheinander durchführen und lässt sich das Ergebnis, Stromstärke über der Spannung aufgetragen, in einem Probefenster anzeigen.
Man teilt dem Programm PSPCIE hierzu mit, bei welchem Spannungswert begonnen und bis zu welchem Spannungswert die Simulation durchgeführt werden soll. Und die Schrittweite, mit der das Programm rechen soll.
Anpassung der x-Achse in PSPCIE
Da hierdurch die Stromstärke in Abhängigkeit der Gesamtspannung und nicht der Diodenspannung angezeigt wird, muss im letzten Schritt noch die Variable der x-Achse entsprechend geändert werden.
Und fertig ist die Diodenkennlinie.
