Haben Sie die dicht gepackten LED-Perlen auf der Oberseite bemerkt? LED Anzeige, was wir eigentlich oft als Leuchtdiode. Diese Diodenart findet in vielen Bereichen Anwendung, und es gibt zahlreiche Diodentypen. Um sie zu unterscheiden, verwenden Ingenieure verschiedene Symbole. Lasst uns gemeinsam mehr darüber erfahren.
Was ist eine Diode?
Eine Diode ist ein elektronisches Bauelement aus Halbleitermaterial. Sie hat eine unidirektionale Leitfähigkeit, und bei Aktivierung fließt der Strom vom Pluspol durch die Röhre zum Minuspol.
Fließt der Strom vom Minuspol zum Pluspol, wird der Strom in der Diode blockiert und kann nicht durchgelassen werden.
Was bedeutet das Diodensymbol?
Das Diodensymbol stellt eine Diode in einem Schaltplan dar. Es besteht aus einer langen Linie, die ein senkrecht dazu stehendes Dreieck mit einem Muster aus kurzen Linien in Reihe verbindet. Das Dreieck stellt den Pluspol der Diode dar, die senkrecht dazu stehende kurze Linie den Minuspol.
Wie liest man Diodensymbole?
Beurteilen Sie die beiden Anschlüsse (positiv und negativ) einer Diode
Der Pluspol ist üblicherweise ein Dreieck, das die Stromflussrichtung angibt. Der kurze Strich an der flachen Seite des Dreiecks oder die Markierung (Streifen oder Bänder) auf dem Diodengehäuse stellt die Kathode dar.
Richtung des Stromflusses
Wenn eine Diode in Durchlassrichtung vorgespannt ist, fließt der Strom vom Pluspol durch den Diodenkanal zum Minuspol. Das bedeutet, dass der Pluspol positiver ist als die Kathode, sodass die Diode in diesem speziellen Zustand normal leitet.
Wenn eine Diode in Sperrrichtung vorgespannt ist, fließt der Strom vom Minuspol durch den Diodenpfad zum Pluspol. Das bedeutet, dass die Kathode positiver ist als der Pluspol, wodurch der Stromfluss verhindert wird und sie als Isolator fungiert.
Diodentypen und ihre Symbole
Allzweckdiode
Eine Universaldiode wird auch als Gleichrichterdiode bezeichnet. Diese Diode wandelt Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) um und verfügt über eine unidirektionale Leitfähigkeit, die einen Stromfluss in die gleiche Richtung ermöglicht. Das heißt, der Pluspol des Netzteils ist mit dem Pluspol der Diode verbunden, der Minuspol des Netzteils mit dem Minuspol der Diode. Gleichzeitig kann eine Universaldiode den Stromfluss in die entgegengesetzte Richtung blockieren.
Das Symbol für eine Allzweckdiode ist ein hohles oder gefülltes Dreieck plus eine gerade Linie, wobei sich das Dreieck in der Mitte neben einer vertikalen Linie befindet, die wie eine Pausentaste aussieht.
Zenerdiode
Eine Zenerdiode ist eine spezielle Diode, die eine stabile Referenzspannung liefert. Sie ermöglicht den Fluss von Vorwärts- und Rückwärtsströmen, sofern der Rückstrom den Durchbruchswert, auch Zenerspannung genannt, erreichen kann.
Das Symbol einer Zenerdiode ist ein Dreieck mit einem kurzen vertikalen Strich, dessen unteres Ende ein kleines Stück in Richtung des Dreiecks verläuft, während das obere Ende ein kleines Stück in die entgegengesetzte Richtung verläuft.
Schottky-Diode
Die Schottky-Diode ist eine Diode mit einer winzigen Struktur aus Metall und einem N-Typ-Halbleiter und wurde speziell für HF-Anwendungen entwickelt. Sie wird hauptsächlich dort eingesetzt, wo Verluste und hohe Frequenzen begrenzt werden müssen. Der Grund dafür ist, dass sie im Gegensatz zu einer normalen Diode keinen PN-Übergang besitzt und daher einen sehr geringen Durchlassspannungsabfall und schnelle Schaltvorgänge aufweist.
Das Symbol einer Schottky-Diode ähnelt dem einer Zener-Diode, das Symbol einer Schottky-Diode baut jedoch auf dem Symbol einer Zener-Diode auf, indem die beiden kleinen verlängerten Liniensegmente vertikal weiter in den Mittelbereich hinein verschoben werden.
Tunneldiode
Tunneldioden basieren auf dem quantenmechanischen Tunneleffekt und bestehen hauptsächlich aus hochdotierten P&N-Halbleitern. Die „Abstimmung“ erfolgt, wenn der hochdotierte PN-Übergang Elektronen entweichen lässt. Gleichzeitig arbeitet die Tunneldiode im negativen Widerstandsbereich, wo der Strom mit steigender Spannung abnimmt.
Das Symbol für eine Tunneldiode wird auf zwei Arten dargestellt: als kurze Linie und als Halbellipse. Die eine ist ein ausgefülltes Dreieck mit einer Liniensegment, das dem Strich “[“ oder “]” ähnelt.
PIN-Dioden
Das „PIN“ in PIN-Diode steht für den dreischichtigen Aufbau: P-Schicht, I-Schicht und N-Schicht. Die stark dotierten P-Typ- und N-Typ-Halbleiter befinden sich zwischen den I-Halbleiterschichten. Bei Sperrspannung werden hohe Spannungen durch die I-Schicht blockiert. Aufgrund der langsamen Sperrverzögerungszeit sind PIN-Dioden zudem nicht für Hochfrequenzanwendungen geeignet.
Das Symbol für eine PIN-Diode ist ein Parallelogramm oder der Buchstabe „P“ zwischen einem durchgezogenen Dreieck und einer kurzen vertikalen Linie.
Leuchtdiode (LED)
Eine Leuchtdiode ist ein PN-Übergang, der durch die Verbindung eines P-Typ-Materials (mit einem Überschuss an positiver Ladung) mit einem N-Typ-Material (mit einem Überschuss an negativer Ladung) gebildet wird. Daher wird sie auch als PN-Übergangsdiode bezeichnet.
Wenn eine LED (Leuchtdiode) in Durchlassrichtung betrieben wird, wandelt sie elektrische Energie in Lichtenergie um und emittiert Licht. Das Material des Halbleiters bestimmt die Farbe des Lichts.
Das Symbol für LED – Leuchtdiode – basiert auf einem ausgefüllten Dreieck und einer kurzen Linie mit zwei nach außen gerichteten, um 45 Grad geneigten Pfeilen im oberen rechten Bereich.
Zweifarbige Leuchtdiode
Zwei Leuchtdioden und LEDs und Leuchtdioden sind im Allgemeinen dasselbe. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die zweifarbige Leuchtdiode in der Lage ist, zwei verschiedene Farben von LEDs in einem einzigen Paket umgekehrt parallel zu schalten und zwei verschiedene Farben mit stärkerer Polarität leuchten zu lassen.
Das Symbol der Zweifarben-Leuchtdiode unterscheidet sich vom Symbol einer gewöhnlichen Diode. Es besteht aus einem Kreis und vier Pfeilen, wobei sich innerhalb des Kreises ein Rechteck befindet. Die oberen und unteren Kanten weisen ein durchgezogenes Dreieck und eine vertikale Linie auf und das obere und das untere Muster sind symmetrisch versetzt.
45 Grad der vier Pfeile waren jeweils zwei mal zwei im oberen linken Bereich und im unteren rechten Bereich angeordnet und stellten eine nach außen gestreute Anordnung dar.
Fotodiode – Eine Fotodiode ist ein Bauelement, das Lichtenergie in elektrische Energie umwandelt.
Eine Fotodiode ist ein Halbleiterbauelement, das Lichtenergie in elektrische Energie umwandelt. Ihr Prinzip beruht darauf, dass Photonen mit dem Halbleitermaterial reagieren und dabei Elektron-Loch-Paare bilden. Werden diese Ladungsträger durch ein elektrisches Feld oder einen PN-Übergang getrennt, entsteht ein Strom, der proportional zur Intensität des einfallenden Lichts ist.
Das Symbol einer Fotodiode ähnelt dem einer Leuchtdiode, mit der Ausnahme, dass die Pfeilrichtung einer Leuchtdiode in Richtung eines Dreiecks zeigt und nicht nach außen.
Bidirektionale Fotodiode
Normalerweise sind Fotodioden nur für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt. Die bidirektionale Fotodiode durchbricht diese Einschränkung jedoch und kann sowohl in Vorwärts- als auch in Sperrrichtung betrieben werden. Sie verfügt somit über einen bidirektionalen Betriebsmodus.
Das Symbol für eine bidirektionale Fotodiode ist eine Kombination aus einer Raute und zwei nach innen gerichteten Pfeilen.
TVS-Dioden
Eine TVS-Diode ist eine Diode zur Unterdrückung von Hochspannungsspitzen und wird auch als Transientenspannungsunterdrückungsdiode bezeichnet. Sie kann einen Schaltkreis in einer Richtung mit Sperrspannung schützen.
Das Symbol einer TVS-Diode ähnelt einer „Fliege“. Genauer gesagt erscheint in der unteren Mitte zweier gegenüberliegender, ausgefüllter Dreiecke ein gespiegeltes „L“-Muster.
Sperrdiode
Eine Sperrdiode hat über einen Spannungsbereich einen negativen Widerstand, sodass mit steigender Spannung an der Diode der Strom durch die Diode abnimmt. Daher kann sie in Vorwärtsrichtung als Tunneldiode und in Rückwärtsrichtung als Zenerdiode verwendet werden.
Das Symbol für eine Sperrdiode besteht aus einem Dreieck und einem vertikalen Liniensegment in Form einer „Hantel“.
Thermodiode
Eine Thermodiode, auch Peltierdiode genannt, leitet die Wärme elektronischer Bauteile effizient ab und verbessert so die Gesamtleistung elektronischer Geräte. Gleichzeitig kann sie die Abwärme des Energiegewinnungsfeldes auffangen und in Nutzenergie umwandeln.
Das Symbol für eine Thermodiode basiert auf einem durchgezogenen Dreieck und einer kurzen Linie, wobei im unteren Bereich das Wort „t°“ hinzugefügt wird.
Laserdiode
Eine Laserdiode ist ein Halbleiterbauelement, das elektrische Energie in Lichtenergie umwandelt, die als Laserstrahl emittiert wird. Fließt elektrischer Strom durch die Diode, werden die Photonen gebündelt und als schmaler, intensiver Strahl emittiert, was zu einer kohärenten Lichtverstärkung führt.
Das Symbol einer Laserdiode ist eine Kombination aus einem Dreiecksmuster mit einem großen Pfeil, der parallel zu einer vertikalen Linie von unten nach oben verläuft, und einem vertikalen Liniensegment.
Magnetdiode
Eine Magnetdiode steuert den magnetischen Fluss und ermöglicht so einen unidirektionalen Magnetfeldfluss. Es handelt sich um eine innovative Technologie, die zukünftige Entwicklungen in verschiedenen Bereichen wie Elektronik, Energie und Informationstechnologie vorantreiben könnte.
Das Symbol für eine magnetosensitive Diode basiert auf dem Symbol für eine Allzweckdiode, wobei im oberen Bereich zwei vertikale, nach unten gerichtete Pfeile und im unteren Bereich der Buchstabe „B“ hinzugefügt wurden.
Varaktordiode
Eine Varaktordiode, auch Abstimmdiode genannt, ist ein spannungsgesteuerter Kondensator mit variabler PN-Übergangskapazität. Die Kapazität der Varaktordiode lässt sich durch Steuerung der Sperrspannung über einen weiten Bereich einstellen. Wird eine Varaktordiode in Sperrrichtung vorgespannt, führt dies zu einer Kapazitätsreduzierung.
Varaktordioden können verschiedene Symbole haben, wobei vier gängige Symbole sind. Fügt man alle Symbole zu den typischen Allzweckdiodensymbolen hinzu, ergeben sich verschiedene Muster. Das erste ist das Hinzufügen einer extra kurzen vertikalen Linie.
Die zweite Möglichkeit besteht darin, im unteren Bereich „卝“ hinzuzufügen. Die dritte Möglichkeit besteht darin, im oberen rechten Bereich der kurzen Linie einen kleinen, nach außen zeigenden 45-Grad-Pfeil hinzuzufügen. Die vierte Möglichkeit besteht darin, in der Mitte des Dreiecks ein Liniensegment wie „)“ hinzuzufügen.
Step-Recovery-Dioden
Eine Step-Recovery-Diode, manchmal auch als Transientendiode bezeichnet, kann schnell vom leitenden in den nichtleitenden Zustand wechseln.
Wenn der Strom in die entgegengesetzte Richtung fließt, werden die dotierten Bereiche des PN-Übergangs schnell entfernt, was zu einem Anstieg des Rückstroms führt, der jedoch mit abnehmender Ladung stark abfällt.
Dieser schnelle Übergang erzeugt scharfe Spannungsimpulse und einen hochfrequenten Oberwellengehalt, wodurch Step-Recovery-Dioden für eine Vielzahl von Hochfrequenzanwendungen besser geeignet sind.
Die Merkmale einer Step-Recovery-Diode unterscheiden sich nicht wesentlich von den Merkmalen typischer Dioden, außer dass zur besseren Unterscheidung die Liniensegmente im unteren Bereich blitzartig variiert werden.
Shockley-Dioden
Eine Shockley-Diode, auch als „pnpn“-Diode oder Vierschichtdiode bekannt, ist eine Halbleiterdiode mit einer einzigartigen Vierschichtstruktur. Sie besteht hauptsächlich aus zwei P-Typ-Halbleitern und zwei N-Typ-Halbleitern.
Wenn eine Durchlassspannung an die Diode angelegt wird, werden die beiden PN-Übergänge in Durchlassrichtung vorgespannt und es beginnt Strom zu fließen. Mit zunehmendem Strom sinkt jedoch die Spannung an der Diode.
Das Symbol der Shockley-Diode ist eine kleine Flagge, ähnlich einem Dreieck mit einem Muster aus kurzen vertikalen Linien, die um 90 Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht sind. Sie können ein Muster ähnlich dem „1/4“ sehen.
Diodensymbole im Schaltungsentwurf praktischer Anwendungen
Stromversorgung
Das Diodensymbol im Schaltplan stellt die Stromversorgung dar, die den gesamten Schaltkreis mit Energie versorgt und Wechselspannung in Gleichspannung umwandeln kann. Diese Funktion ist besonders wichtig für die meisten elektronischen Geräte, die nur mit Gleichspannung arbeiten können.
Signalschutz
Sie kann auch zum Signalschutz verwendet werden, beispielsweise zur Klemmung und Spannungsunterdrückung. Die Diode verhindert wirksam Schäden an empfindlichen Komponenten durch Spannungsspitzen.
Stromregelung
In digitalen Logikschaltungen werden Dioden verwendet, um den Stromfluss entlang bestimmter Pfade zu steuern und so sicherzustellen, dass die gesamte Schaltung korrekt und genau funktioniert.
Verpolungsschutz
Dioden werden in Schaltkreisen eingesetzt, um unbeabsichtigte Verpolungen zu verhindern, und ohne den Verpolungsschutz der Dioden würden die Bauteile beschädigt.
Spannungsregler
Sie kann auch als Spannungsregler eingesetzt werden. Die typischste Diode ist die Zenerdiode. Bei Anschluss in Sperrrichtung hält die Diode auch bei schwankender Eingangsspannung eine konstante Spannung an ihren Anschlüssen aufrecht.
Diese Eigenschaft ist sowohl in der Elektronik als auch in Schaltkreisen von entscheidender Bedeutung, um empfindliche Komponenten vor Schäden durch Spannungsspitzen zu schützen.
Abschluss
Im Artikel erfahren wir mehr über Diodensymbole, ihre Kategorien und Anwendungen. Dieses Wissen ist wichtig, um Schaltpläne korrekt zu lesen und die korrekte Platzierung der Komponenten sicherzustellen. Darüber hinaus erweitert es unser Wissen und bereichert unsere Erkenntnisse.
