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[Geschlossen] Physik: Strom-Zeit-Diagramm

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Aufgabe: Themenbereich elektronische Signalverarbeitung

Die Wohnstromversorgung (50-Hz-Sinus-Wechselspannung mit einer Amplitude von 310 V) wird an eine Reihenschaltung eines N-P-Siliziumhalbleiter mit einem 90 Ohm Widerstand gelegt.
Stellen Sie den zeitlichen Verlauf des Stroms graphisch dar (Strom-Zeit-Diagramm).

Lösungansatz:
kein plan..
N-P-Silizum-Halbleiter bedeutet, dass nur Strom von von Plus-Pol zum Minus-Pol durchgelassen wird.

Bedeutet dass, dass die Sinuskurve abgeschnitten wird?

Mein kläglicher Versuch:


7 Antworten

also wenn 0.7V an der Diode abfallen, leitet sie, strom fliesst also für 0.7V-310V(fast eine halbe Periode)...
unter 0.7V sperrt sie.

du hättest die negativen Teile der sinuskurve abschneiden müssen. (nennt man auch einweggleichrichter)

man könnte noch den durchbruch (engl.: breakdown) der diode betrachten, die breakdown spannung ist aber vom typ der diode abhängig, schau sonst mal hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Diode


YKW
YKW
Beigetreten: 24.07.2008
PokerStrategist

Dein "kläglicher" Versuch sieht ziemlich gut aus. Die np-Diode schneidet tatsächlich immer eine Halbwelle des Sinus-Signals ab und stellt damit die einfachste Form eines Gleichrichters dar.

Edit: Ein bisschen spät...


_Anonymous_ Themenstarter
_Anonymous_

Tankser: Negative Teiler der Sinuskurve muss abgeschnitten werden.
YKW: sieht ziemlich gut aus.

Meine Physikkenntnisse sind überschaubar ;) Ich versuche es mir so zu erklären "np -> minus zu plus ist ok" d. h. der untere Teil muss abgeschnitten werden, da er die Hälfte ja von plus ins minus geht?!


also man kann sich das so überlegen:

wir haben einen p(Löcher) und einen n(Elektronen) dotierten halbleiter, wenn wir diese zusammenfügen, strömen löcher vom p in den n halbleiter und elektronen vom n in den p. (diffusion)
Es ensteht die sogenannte Raumladungszone in der Mitte des übergangs, in der vom n in den p HL ein elektrisches Feld zeigt, da ja die Löcher in den n HL strömen.
Dieses E-Feld bremst weitere Löcher, diese strömen nicht mer ins n gebiet, der ganze NP-übergang befindet sich also im gleichgewicht.

nun können wir mit unserer versorgungsspannung von aussen ein E-feld an den HL anlegen:
legen wir den plus pol an den n halbleiter und minus an p, dann verstärken wir das vorhandene E-feld in der Raumladungszone, der austausch von elektronen und löcher, wird noch stärker gebremst. (mann kann es sich auch so überlgen, dass der plus pol aus dem n leiter mehr elektronen abtransportiert und die Löcherdichte grösser wird)

aber falls der plus pol an p anliegt, minus an n, dann wirken wir dem E-feld in der Raumladungszone entgegen. sobald unser äusseres feld grösser ist als das innere, werden löcher und elektronen nicht mehr gebremst und können nun zu den kontakten gelangen.

die eingebaute spannung des inneren E-felds beträgt gerade etwa 0.7V bei gängigen pn-dioden, also sobald wir mehr als 0.7V von p über n haben, leitet die diode ==> darum alles unter 0.7V abschneiden
hast du aber mehr als 0.7V von n über p, passiert gar nix...

ich hoffe, ich habe keinen müll erzählt (also keine gewähr auf richtigkeit :) ) und es ist einigermassen verständlich :)
sonst schau einfach mal auf wikipedia


lryyyyyy
Beigetreten: 15.12.2007
Elite Grinder

Schon ziehmlich gut ;)

Die Diode sperrt auch noch im positiven Bereich bis 0,7V

/e Achja zum Strom: I = U/R = 3,44 A. Kannst das Diagramm also sogar skalieren ;)


_Anonymous_ Themenstarter
_Anonymous_

Danke für die ausführlich Erklärung.

Donnerstag ist es soweit. Ich habe wohl noch nie so viel für ein 2-CP-Fach gelernt und mich dennoch so "schlecht vorbereitet" gefühlt :/


na dann viel erfolg :)


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