Ist die Spannung an einer Diode immer 0,7 Volt?

Ist die Spannung an einer Diode immer 0,7 Volt?

Nein, die Beziehung zwischen Spannung und Strom für eine Diode wird typischerweise durch die Shockley-Diodengleichung angenähert :

$$I=I_\mathrm{S} \left( e^{V_\mathrm{D}/(n V_\mathrm{T})}-1 \right)$$

Wobei V _D die Spannung über der Diode ist. V _T ist die "thermische Spannung" (eine temperaturabhängige physikalische Konstante, etwa 26 Millivolt bei Raumtemperatur). I _S ist der Sperrsättigungsstrom der Diode und n ist eine Konstante, die als Idealitätsfaktor bezeichnet wird (der zwischen verschiedenen Diodentypen variiert und typischerweise zwischen 1 und 2 liegt).

Wenn durch eine Diode kein Strom fließt, liegt auch keine Spannung an ihr an.

Technisch gesehen fließt bei zwei Dioden in umgekehrter Reihe ein sehr geringer Strom, da Dioden einen gewissen Sperrstrom haben. Dies bedeutet wiederum, dass an der in Durchlassrichtung vorgespannten Diode eine sehr kleine Spannung anliegt. In der Praxis sind dieser Strom und diese Spannung jedoch typischerweise vernachlässigbar und würden während der Schaltungsanalyse ignoriert.

Wenn wir dies mit tatsächlichen Zahlen belegen möchten, können wir eine einfache Analyse durchführen. Nehmen wir an, die beiden Dioden sind gleich und die Spannung über dem Diodenpaar ist deutlich größer als die thermische Spannung. Der Strom durch eine Sperrdiode beträgt ca$Is$, so dass der Strom durch die in Durchlassrichtung vorgespannte Diode ebenfalls ungefähr ist$Is$. Dies bedeutet für die in Durchlassrichtung vorgespannte Diode.

$$I_\mathrm{S} \approx I_\mathrm{S} \left( e^{V_\mathrm{D}/(n V_\mathrm{T})}-1 \right)$$

$$1 \approx e^{V_\mathrm{D}/(n V_\mathrm{T})}-1$$

$$2 \approx e^{V_\mathrm{D}/(n V_\mathrm{T})}$$

$$0.69 \approx V_\mathrm{D}/(n V_\mathrm{T})$$

$$0.69n V_\mathrm{T} \approx V_\mathrm{D}$$

Die Antwort von Peter Green ist gut. Lassen Sie mich den anderen Teil Ihrer Frage aus einem anderen Blickwinkel angehen:

Betrachten Sie diese einfache Schaltung mit Widerständen und ohne Dioden. Es ist ein offener Stromkreis, daher kann kein Strom fließen. Lassen Sie uns reale Komplikationen wie parasitäre Kapazitäten usw. ignorieren.

1. Anfänglich beträgt die Spannung auf beiden Seiten des Widerstands 0 V.

2. Wenn SW1 schließt, beträgt die Spannung links vom Widerstand 1 V und die Spannung rechts immer noch 0 V. Das gilt nur für einen Augenblick!

3. Hier ist der Trick! Die Spannungsdifferenz über dem Widerstand bewirkt, dass Strom durch den Widerstand fließt. Da es keinen vollständigen Strompfad gibt, braucht es nur eine winzige Menge an Elektronen, um durch den Widerstand zu wandern, bis beide Seiten das gleiche Potential haben.

Jetzt haben Sie eine stationäre Situation, in der auf der linken Seite des Widerstands 1 V und auf der rechten Seite 1 V anliegt. Die Spannungsdifferenz am Widerstand ist Null und es fließt kein Strom.

Der Widerstand wird weiterhin 0 V haben, bis Sie eine Last anschließen, die Strom fließen lässt, was eine Spannungsdifferenz über dem Widerstand verursacht.

Um dies mit Ihrer Diodenschaltung in Beziehung zu setzen: Denken Sie daran, dass durch echte Dioden ein kleiner Sperrstrom fließt. Dieser Strom reicht aus, um die Spannung auf jeder Seite der Diode auszugleichen, solange es keinen Weg gibt, über den der Strom weiter fließen kann.