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Industrie- und Leistungselektronik

  • Liviu Constantinescu-Simon

Zusammenfassung

Den prinzipiellen Aufbau einer Halbleiterdiode zeigt Bild 8.1-1. Sie besteht in der einfachsten Ausführung aus einem PN-Übergang. Bei positivem, konstantem Potential der Anode gegenüber der Kathode (U AK > 0) fließt der Durchlaßstrom i F, der von der angelegten Spannung und der in Reihe liegenden Impedanz Z (Last) bestimmt wird. Ist dagegen das Potential der Anode gegenüber der Kathode negativ (U AK < 0), fließt der Sperrstrom i R, der durch die Eigenschaften der Diode bestimmt wird und wesentlich von der Dotierung, der angelegten Spannung und der Diodentemperatur abhängt. Bild 8.1-2 zeigt schematisch den Zusammenhang zwischen der Spannung an der Diode (u F bzw. u R) und dem Strom (i F bzw. i R) in Durchlaß- und Sperrichtung. Die an der Diode auftretende Spannung in DurchlaBrichtung liegt bei Siliziumdioden und den in der Leistungselektronik auftretenden Strömen im Bereich 1...2,5 V. Bei einem Effektivwert des durch die Diode fließenden Stromes von z. B. 3 000 A und einer Spannung in Durchlaßrichtung von 2,5 V entsteht an der Diode eine Verlustleistung von 7,5 kW. Die dadurch entstehende Wärme muß, mit einigem Aufwand an Kühlmitteln, abgeführt werden. Für den praktischen Einsatz der Diode sind die folgenden Grenzwerte wichtig: Spitzensperrspannung U DRM: höchstzulässiger Augenblickswert der auftretenden Spannung im Sperrzustand in Vorwärtsrichtung; Spitzensperrspannung U RRM: wie U DRM, aber in Rückwärtsrichtung. Da Dioden häufig bei sinusförmigen Spannungsverläufen mit einer Frequenz von 50 Hz eingesetzt werden, gibt man für diesen Betriebsfall den Dauergrenzstrom I FAV(1) an; der Ausdruck (1) steht für eine definierte Gehäusetemperatur, die dem Datenblatt zu entnehmen ist.

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Copyright information

© Springer Fachmedien Wiesbaden 1996

Authors and Affiliations

  • Liviu Constantinescu-Simon
    • 1
  1. 1.FH Frankfurt im Fachgebiet Elektrische Maschinen und AntriebeDarmstadtDeutschland

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