Diode einfach erklärt

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Worum geht es?

Eine Diode ist wie eine Einbahnstraße für Strom. In die eine Richtung lässt sie ihn durch, in die andere sperrt sie. Oder wie ein Ventil am Fahrradschlauch: Luft kommt hinein, aber nicht wieder heraus.

Eine Diode hat zwei Anschlüsse:

die Anode (Plus-Seite, Eingang),
die Kathode (Minus-Seite, Ausgang). Auf dem Bauteil ist sie mit einem Ring markiert.

Strom fließt nur von der Anode zur Kathode. Im Schaltzeichen zeigt die Spitze des Dreiecks genau in diese Richtung, und der Strich davor ist die Kathode.

Die Diode ist eine Einbahnstraße für Strom: Links zeigt das Dreieck in Stromrichtung, die Diode lässt durch, die Lampe leuchtet. Rechts ist die Diode umgedreht, sie sperrt, und die Lampe bleibt aus. Der Strich im Schaltzeichen ist die Kathode, der Ring auf dem Bauteil.

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Durchlass und Sperren

Ganz umsonst lässt die Diode den Strom nicht durch. Sie braucht eine kleine Spannung, damit sich das „Tor“ öffnet. Bei Siliziumdioden sind das etwa 0,7 V. Diese Spannung fehlt dann am Verbraucher.

Kennlinie einer Siliziumdiode (schematisch): Rechts die Durchlassrichtung: Bis etwa 0,6 V passiert kaum etwas, dann fließt plötzlich viel Strom. Links die Sperrrichtung: Es fließt praktisch nichts, bis die Spannung zu groß wird und die Diode durchschlägt.

In Sperrrichtung hält eine Diode nur bis zu einer bestimmten Spannung dicht, der Sperrspannung. Wird sie überschritten, schlägt die Diode durch und ist meist kaputt. Im Datenblatt stehen deshalb immer zwei wichtige Werte: der höchste Durchlassstrom und die höchste Sperrspannung.

Nahaufnahme einer schwarzen Diode mit grauem Ring auf der linken Seite — **Gleichrichterdiode 1N4007 von nahem:** Der graue Ring links zeigt die **Kathode**, also die Seite mit dem Strich im Schaltzeichen. Diese Diode verträgt bis 1 A Durchlassstrom und bis 1.000 V in Sperrrichtung.

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Wofür braucht man Dioden?

Gleichrichten: Aus Wechselstrom wird Gleichstrom, zum Beispiel in jedem Netzteil. Mehr dazu im Thema Gleichrichter.
Verpolungsschutz: Wird ein Gerät falsch herum angeschlossen, sperrt die Diode und schützt die Elektronik.
Freilaufdiode: schützt Schalter und Steuerungsausgänge vor der Spannungsspitze beim Abschalten einer Relaisspule (siehe Spulen).
Entkoppeln: Zwei Signale werden zusammengeführt, ohne dass sie sich gegenseitig beeinflussen, zum Beispiel bei Meldeleuchten.

Diode prüfen

Viele Multimeter haben einen Diodentest (Symbol wie das Schaltzeichen). Rote Messleitung an die Anode, schwarze an die Kathode: Das Gerät zeigt etwa 0,5 bis 0,7 V. Andersherum zeigt es „OL“ oder „1“, also Sperren. Zeigt es in beide Richtungen fast 0 V, ist die Diode durchgeschlagen. Zeigt es in beide Richtungen „OL“, ist sie unterbrochen.

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Rechenbeispiele

01 Was kommt beim Verbraucher an?

Ein 24-V-Gerät hat eine Diode als Verpolungsschutz eingebaut. Welche Spannung bleibt für das Gerät übrig?

An der Diode fallen etwa 0,7 V ab.
U = 24 V − 0,7 V = 23,3 V
Ergebnis: rund 23,3 V

02 Wie warm wird die Diode?

Durch die Diode aus Beispiel 1 fließen 2 A. Wie viel Leistung wird in ihr zu Wärme?

P = U · I = 0,7 V · 2 A = 1,4 W
Ergebnis: 1,4 W Wärme

Was heißt das? Eine kleine Diode wie die 1N4007 ist nur für 1 A gebaut. Für 2 A braucht man eine stärkere Diode, sonst wird sie zu heiß.

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Typische Fehler

Diode falsch herum eingebaut: Dann sperrt sie, und nichts funktioniert. Auf den Ring achten: Ring = Kathode = Strich im Schaltzeichen.
Die 0,7 V vergessen: Hinter jeder Siliziumdiode fehlt diese kleine Spannung.
Zu kleine Diode gewählt: Durchlassstrom und Sperrspannung müssen zur Schaltung passen, mit Reserve.

Merke

Eine Diode lässt Strom nur in eine Richtung durch: von der Anode zur Kathode. Die Kathode trägt den Ring, im Schaltzeichen ist sie der Strich. In Durchlassrichtung fallen etwa 0,7 V ab, in Sperrrichtung fließt fast nichts.

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Quiz: Teste dich

Zehn Fragen zum Thema Diode. Nach jeder Antwort bekommst du eine Erklärung. Dein Fortschritt wird auf diesem Gerät gespeichert.

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