Bahnwiderstand
Einleitung
Befindet sich die Diode in Flussrichtung, fällt über der Diode idealerweise nur die klassische Spannung ab, zur Überwindung der Raumladungszone. In Realität hat die Diode allerdings auch einen sogenannten Bahnwiderstand, welcher zum weiteren Spannungsabfall über der Diode sorgt.
Dieser Bahnwiderstand respektive der damit verbundene Spannungsabfall ist bei einem hohen Strom nicht mehr zu vernachlässigen.
Erklärung – Bahnwiderstand
Wird ein PN-Übergang in Flussrichtung betrieben, wird die Raumladungszone geflutet und somit abgebaut.
Im Idealfall verhält sich nun der PN-Übergang bzw. die Diode wie eine Leitung, welche ideal keinen Widerstand besitzt.
In Realität besitzt der PN-Übergang allerdings einen Widerstand. Dieser ist besonders bei hohen Strömen nicht mehr zu vernachlässigen.
Anders ausgedrückt führt der Bahnwiderstand zu einem Spannungsabfall über dem PN-Übergang.
Kennlinie – Bahnwiderstand
Durch dieses Verhalten gibt es einen Unterschied zwischen der idealen Kennlinie und der realen Kennlinie.
Wie zu sehen wäre die ideale Kennlinie in Flussrichtung (mit der hier exponentiell dargestellten Y-Achse) eine Gerade. In Realität ist diese aber bei niedrigen und hohen Spannungen abgeflacht.
Die Ursachen dafür sind vielseitig:
⇨ Hochinjektion
⇨ Bahnwiderstand
⇨ Sperrschichtrekombination
Wie bereits erklärt, fällt der Bahnwiderstand besonders bei hohen Strömen ins Gewicht.
Bei hohen Strömen überlagert sich der Effekt der Hochinjektion mit dem Effekt des Bahnwiderstand.
Berechnung – Bahnwiderstand
Zur Berechnung des Spannungsabfalls über der Diode, wird zunächst die Spannung ideale Spannung errechnet, welche über der Diode abfällt. Hinzu kommt die Spannung, welche bedingt durch den Bahnwiderstand erzeugt wird. Diese kann einfach über das Ohm’sche Gesetz errechnet werden.
