PHYSIK compact - Basiswissen 7

Die mathematische Beschreibung der idealen Halbleiter-Diode

Lernziele

Mit der Funktion ID = IS · e(UD/(n · UT) - 1) kann die Kennlinie einer idealen Halbleiterdiode beschrieben werden. Dabei hängt die Durchlassstromstärke ID von der Sättigungsstromstärke IS von der angelegten Durchlassspannung UD und vom Produkt n·UT (Emissionskoeffizient n · Temperaturspannung UT = (k · T) / q ≈ 26 mV) ab:

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Aufgabe

Verschiebe die beiden Punkte auf der Kennlinie so, dass sie einen (kleinen) Bereich der Spannung umfassen. Die Gerade durch diese Punkte ist eine Sekante an die Kennlinie. Sie beschreibt näherungsweise die Tangente an die Kennlinie und somit den differentiellen Leitwert ΔI / ΔU. Lies seinen Kehrwert als differentiellen Widerstandswert r = ΔU / ΔI ab und interpretiere seinen Wert im Vergleich zum gewählten Bereich der Kennlinie!

Vergleiche mit einer experimentell erfassten Kennlinie (vgl. Kennlinie einer Leuchtdiode)!

Alfred Nussbaumer, Erstellt mit GeoGebra