Bestimmung des Vorwiderstands einer Diode

Dioden bestehen aus Halbleitermaterial. Und Halbleiter sind Heißleiter.
Das bedeutet: Je mehr sich Halbleiter erwärmen, desto besser leiten sie.
Was wiederum bedeutet, dass eine höhere Stromstärke fließen kann. Eine höhere Stromstärke sorgt wiederum für eine höhere Erwärmung.
Was das für ein Halbleiterbauelement wie eine Diode bedeutet kann man sich denken.
Und oft auch riechen, wenn man dagegen nichts unternimmt. 😉

Ein Vorwiderstand für die Diode zur Begrenzung der Stromstärke

Das Ansteigen der Stromstärke verhindert man durch einen Vorwiderstand, den man in Reihe zur Diode schaltet.
Wird nun die Diode warm und leitet besser, sorgt dieser höhere Strom für eine höhere Spannung am Vorwiderstand, was wiederum die Spannung an der Diode verringert und somit auch die Stromstärke in Grenzen hält.

Bestimmung des Vorwiderstands

Die Größe des zu verwendenden Vorwiderstands ist abhängig von der Diode und natürlich von der angelegten Betriebsspannung. Die Betriebsspannung ist meistens bekannt, bzw. kann eingestellt werden.
Für Daten der eingesetzten Diode kann dem Datenblatt entnommen werden.
Im letzten Video habe ich gezeigt, wie die Kennlinie einer Diode in PSpice aufgenommen werden kann.
Im Video dieses Artikels wird nun diese Kennlinie verwendet, um die Größe des Vorwiderstands zu bestimmen.

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Zeichnen einer Widerstandsgeraden in die Diodenkennlinie

Die Größe des Vorwiderstands kann durch das Zeichnen einer Widerstandsgeraden in die gegebene Diodenkennlinie ermittelt werden.
Die Widerstandsgerade geht durch drei wichtige Punkte.
1. Durch den Arbeitspunkt auf der Diodenkennlinie, der beispielsweise durch die gewünschte Stromstärke definiert ist

2. Auf der X-Achse an der Stelle der Betriebsspannung.

3. Auf der y-Achse an der Stelle I0 = UB / R

Sind zwei Punkte bekannt, z.B. der gewünschte Diodenstrom und die Betriebsspannung, kann die Widerstandgerade eingezeichnet werden.
Der Wert I0 = UB / R kann dann an der y-Achse abgelesen und daraus dann der Wert des Vorwiderstands ermittelt werden.

Video zur Ermittlung des Vorwiderstands

Im Video wird die Vorgehensweise an einem konkreten Beispiel in PSpice gezeigt. Das Ergebnis wird anschließend in der Simulation überprüft.

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