Die Diode

Schaltung 06 · 5 kleine Schritte

Die Diode als Stromventil

Anode A_D oben, Kathode K unten. Für diese Handrechnung verwenden wir 0,7 V in Durchlassrichtung und null Sperrstrom. Die reale Kennlinie ist weicher; das interaktive Diodenmodell bildet das anders ab.

Ist D1 in Durchlass- oder Sperrrichtung angeschlossen?
Hinweis
Die Anode liegt über R1 am Pluspol.
Lösung und Rechenweg
Durchlassrichtung. Die Kathode ist die Seite mit dem Querstrich im Symbol.
Bestimme die Spannung über R1.
Hinweis
Ziehe den angenommenen Diodenabfall von 5 V ab.
Lösung und Rechenweg
Rechenblatt
$U_R=U-U_F$
${U_R=5\,\mathrm{V}-0{,}7\,\mathrm{V}=4{,}3\,\mathrm{V}}$
Berechne den Strom.
Hinweis
I = U_R/R1.
Lösung und Rechenweg
Rechenblatt
$I=\frac{U_R}{R_1}$
$I=\frac{4{,}3\,\mathrm{V}}{1000\,\Omega}$
${I=4{,}3\,\mathrm{mA}}$
Drehe nur D1 um. Was passiert im Modell?
Hinweis
In Sperrrichtung unterbricht die ideale Diode den Stromweg.
Lösung und Rechenweg
Rechenblatt
$I=0$
$U_R=R_1\cdot I=0\,\mathrm{V}$
${U_{AK}=-5\,\mathrm{V}}$
Das Minuszeichen bezieht sich auf Anode gegenüber Kathode. Reale Dioden haben Leckstrom und eine begrenzte Sperrspannung.
Warum kann das Diagramm einen anderen Strom als 4,3 mA zeigen?
Hinweis
0,7 V ist eine Rechenannahme, keine feste Naturkonstante.
Lösung und Rechenweg
Das Diagramm verwendet eine exponentielle Kennlinie. U_F hängt von Strom, Temperatur und Diodentyp ab. Vergleiche die Tendenz und nenne die Modellannahmen.

Erst selbst überlegen, dann die Lösung öffnen. Notiere bei Rechnungen immer Formel, eingesetzte Werte und Einheit.

Das Bild im Kopf

Ein Rückschlagventil ist ein hilfreicher Einstieg: Vorwärts öffnet es, rückwärts hält es zurück. Die Diode besitzt aber keinen festen magischen Öffnungspunkt. Ihr Strom steigt mit der Durchlassspannung stark an; Temperatur und Bauteiltyp verändern diesen Zusammenhang.

Das Prinzip

Die beiden Anschlüsse heißen Anode und Kathode. Bei einer gewöhnlichen Gleichrichterdiode kennzeichnet der Ring am Gehäuse meist die Kathode. Im Durchlassbetrieb liegt die Anode positiver. Die maximal zulässige Sperrspannung und der Strom stehen im Datenblatt.

Selbst ausprobieren

Interaktives Experiment

Bewege die Quelle von negativer zu positiver Spannung. Beobachte, wie der Vorwiderstand den Strom begrenzt. Verkleinere ihn anschließend: Der Strom steigt, die Durchlassspannung ist aber nicht einfach konstant.

Quellspannung1 VVorwiderstand1000 Ω

Modellgrenzen: Illustrative Exponentialkennlinie mit Serienwiderstand. Kein konkreter Halbleiter und keine Durchbruchsimulation.

Ein konkretes Beispiel

Bei der Gleichrichtung kann eine Diode einen Teil einer Wechselspannung durchlassen. Eine Brückenschaltung nutzt vier Dioden, von denen im jeweiligen Strompfad zwei leiten. Ein Kondensator hinter der Brücke kann die Spannung zwischen den Scheiteln stützen.

Genauer verstehen · Formeln und Annahmen

Formelblatt

$I\approx I_S\left(e^{\frac{U_D}{nU_T}}-1\right)$

$U_{\mathrm{source}}=U_D+IR$

Das Werkzeug löst Diode und Widerstand gemeinsam. IS = 1 nA und n·UT = 52 mV sind illustrative Parameter, keine Produktdaten. In Sperrrichtung wird ein konstanter kleiner Leckstrom angesetzt. Durchbruch, Sperrerholung, Kapazität und Eigenerwärmung fehlen. Gerade bei schnellen Schaltungen können diese Effekte entscheidend sein.

Ein häufiger Denkfehler. „Eine Diode hat immer 0,7 V“ ist eine grobe Eselsbrücke. Schottky-, Silizium- und Leuchtdioden haben unterschiedliche Kennlinien, und auch der Betriebsstrom zählt.

Werkstattfazit

Ring, Stromrichtung und Datenblatt zuerst. Der Vorwiderstand ist kein Zubehör, das man nach Gefühl weglassen kann.

Quellen & Nachvollziehbarkeit

MIT OpenCourseWare · Circuits and Electronics ↗

Eigene Illustrationen und Lehrrechnungen. Keine Messdaten eines konkreten Produkts. Redaktioneller Stand: 11.10.2026.

Selbst rechnen · Lösungen aufklappen

Notiere zuerst deine Vermutung, danach deine Rechnung. Öffne die Lösung erst zum Vergleichen.

01 · Eine ideale Diode liegt in Reihe mit 1 kΩ an 5 V, Anode Richtung Plus. Berechne den Strom.

Lösung mit Rechenweg anzeigen

Die Diode leitet in diesem Modell ohne Spannungsabfall.
Die vollen 5 V liegen am Widerstand.
I = 5 mA.

Rechenweg

$I=\frac{5}{1000}=5\,mA$

02 · Kehre die ideale Diode aus Aufgabe 1 um. Was sind Strom und Widerstandsspannung?

Lösung mit Rechenweg anzeigen

Diode sperrt.
I = 0 A.
UR = 0 V; die Diode übernimmt die Quellenspannung.

03 · Rechne Aufgabe 1 erneut mit konstantem Diodenabfall von 0,7 V.

Lösung mit Rechenweg anzeigen

Widerstandsspannung: 5 - 0,7 = 4,3 V.
I = UR/R.
I = 4,3 mA.

Rechenweg

$I=\frac{5-0{,}7}{1000}=4{,}3\,mA$

07 · Warum ist 0,7 V keine universelle harte Einschaltgrenze einer Diode?

Lösung mit Rechenweg anzeigen

Strom steigt kontinuierlich mit Spannung.
Temperatur und Diodentyp beeinflussen die Kennlinie.
0,7 V ist eine vereinfachte Rechenannahme.

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