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Die Diode

Ein Halbleiterkristall, der den Strom nur in eine Richtung durchlässt — die Grundlage jeder Gleichrichtung.

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Übungsaufgaben

Dreißig Übungen, fortlaufend nummeriert: Aufgaben zum Klicken, Ziehen und Knobeln wechseln sich mit Rechen- und Eingabeaufgaben ab. Jede Übung gibt dir sofort eine Rückmeldung, und zu jeder Aufgabe gibt es zwei gestufte Tipps.

A1
Drei Zweige, zwei Lampen
AFB I

Drei Zweige mit je einer Diode und einer Lampe liegen parallel an einer Gleichspannungsquelle. Zeichne die Dioden so ein (per Klick umdrehen), dass genau die geforderten Lampen leuchten.

Drehe Dioden per Klick um (Tastatur: Tab zur Diode, Enter dreht), bis genau die geforderten Lampen leuchten. Grau gezeichnete Dioden sind fest eingelötet. Die Lampen zeigen sofort, was passiert. „Prüfen“ wertet die Runde aus.

+−+−D1L1D2L2D3L3
Der Strom fließt vom Pluspol oben durch jeden Zweig nach unten. Eine Diode lässt ihn nur durch, wenn die Spitze ihres Dreiecks in diese Richtung zeigt — also nach unten. D2 muss deshalb umgedreht werden, damit L2 dunkel bleibt.
Der Strom fließt vom Pluspol (oben) über die Zweige zum Minuspol (unten). In welche Richtung muss die Dreiecksspitze einer leitenden Diode zeigen?
Spitze nach unten = Durchlassrichtung, Spitze nach oben = Sperrrichtung. Drehe D1 und D3 in Durchlassrichtung und D2 in Sperrrichtung.
A2
n, p oder beides?
AFB I

Ordne jede Eigenschaft dem n-Gebiet, dem p-Gebiet oder beiden Gebieten zu.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1n-dotiert
2p-dotiert
3gilt für beide
Entscheidend ist die Zahl der Außenelektronen des Fremdatoms: fünf ergibt überzählige Elektronen (n), drei ergibt Löcher (p).
Entscheidend ist die Zahl der Außenelektronen des Fremdatoms: fünf oder drei?
Fünf Außenelektronen → ein freies Elektron (n); drei → ein Loch (p). Grundmaterial und Gesamtladung sind in beiden Gebieten gleich.
A3
Zwei LEDs in Reihe
AFB II

Zwei gleiche LEDs (je UD) liegen in Reihe mit einem Vorwiderstand an der Spannung U; es soll die Stromstärke I fließen. Stelle einen Term für den nötigen Vorwiderstand R auf.

Schreibe UD als D; Mal mit *, geteilt mit /. Enter prüft.
Am Vorwiderstand bleibt U − 2 · UD übrig, also R = (U − 2 · UD) : I, geschrieben (U-2*D)/I. Probe: 9 V, 2 V, 0,02 A → 5 V : 0,02 A = 250 Ω.
Jede LED beansprucht ihre eigene Diodenspannung — wie viel Spannung bleibt dann für den Vorwiderstand?
UR = U − D − D = U − 2 · D; danach R = UR : I. Klammern nicht vergessen!