Vierschichtdiode

Was ist das Besondere an der Vierschichtdiode und wo wird sie eingesetzt? Die Vierschichtdiode ist ein Halbleiterbauelement aus einkristallinem Silizium. Sie weist vier Halbleiterschichten auf, deren Leitfähigkeitstyp bzw. Dotierung wechselt (also pnpn). Folglich ergeben sich in der Diode drei p-n Übergänge. Zudem besitzt die Vierschichtdiode in ihrem elektrotechnischen Verhalten Schaltereigenschaften. Dies bedeutet, dass eine Diode dieser Bauart in Sperrrichtung einen hochohmigen und in Vorwärtsrichtung einen niederohmigen Zustand besitzt. Sollte die Vierschichtdiode zur Begrenzung eines elektrischen Stromes verwendet werden, muss generell ein Vorwiderstand geschaltet sein.

Die Funktionsweise von Vierschichtdioden lässt sich relativ leicht verdeutlichen. Es gibt quasi zwei Hauptschaltmöglichkeiten. Legt man eine Spannung derartig an, dass die Anode ein negatives Potenzial bezüglich der Kathode besitzt, dann sind die Diodenstrecken DI und DIII gesperrt. Lediglich die Diodenstrecke DII ist in Durchlassrichtung geschaltet und es ergibt sich ein sehr geringer Sperrstrom an der Vierschichtdiode.
 

 

Besitzt die Anode hingegen ein positives Potenzial, sind die Diodenstrecken DI und DIII in Durchlassrichtung geschaltet und nur DII sperrt nun in der Mitte der Diode. Erhöht man im Folgenden allerdings die Spannung weiter, wird die Vierschichtdiode plötzlich niederohmig, da ein Durchbruch am in Sperrrichtung betriebenen p-n Übergang von DII auftritt. Der Widerstand sinkt dabei von einigen Megaohm auf einige Ohm rapide ab. Diese charakteristische Spannung der Vierschichtdiode wird auch oft als Schaltspannung bezeichnet.

Konkrete Anwendung findet die Vierschichtdiode in Zähler und Impulsschaltungen, in der elektronischen Fernsprechvermittlungstechnik, in Verknüpfungsgliedern der Digitaltechnik sowie im generellen Bereich kleiner elektrischer Leistungen.


Das Schaltzeichen nach DIN EN 60617 für die Vierschichtdiode.

 


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