Backward-Diode

Schaltzeichen

Die Backward-Diode (dt. Rückwärtsdiode, auch engl. „back diode“^[1]) ist eine Sonderform der Tunneldiode.

Funktionsweise

Im Vergleich zur normalen Tunneldiode wurde der charakteristische Stromhöcker fast vollständig unterdrückt. Durch diese Eigenschaft hat die Backward-Diode einen ca. 0,5 V breiten Bereich in der Strom-Spannungs-Kennlinie, in dem sie einen nahezu konstanten Strom aufweist, der als Sperrstrom interpretiert werden kann. Zu beachten ist, dass das Kennlinienbild gegenüber der üblichen Darstellung bei der Tunneldiode um 180° gedreht ist.

Die Backward-Diode wird also in umgekehrter Richtung betrieben, daher auch ihr Name. Der fast flache Kennlinienbereich bis zu einer Spannung von etwa 0,5 V wird als Sperrbereich genutzt. Danach geht die Kennlinie wieder in den exponentiellen Verlauf einer normalen Diode über. Die Backward-Diode hat eine niedrige Durchlassspannung (niedriger Innenwiderstand) und weiterhin die hohe Geschwindigkeit der ursprünglichen Tunneldiode.

Ihr Einsatzgebiet war vor allem die Hochfrequenztechnik. Verwendet wurde sie hier als Gleichrichter, in Mischerschaltungen oder in Hüllkurvendemodulatoren bei kleinen Signalpegeln. Durch die Entwicklung alternativer aktiver Halbleiterbauelemente der Hochfrequenztechnik ist die Bedeutung der Backward-Diode fast völlig verloren gegangen und sie ist daher nur noch schwer erhältlich.

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  Beispielkennlinie einer Backward-Diode

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  Banddiagramme einer Backward-Diode bei verschiedenen extern angelegen Spannungen. Man sieht im rechten Bild, dass die Bänder zunächst stark verbogen werden und den Stromfluss behindern. Erhöht man die Spannung weiter, überlappen die Energieniveaus von Leitungs- und Valenzband auf engem Raum und Ladungsträger können durch „tunneln“ von einem Band ins andere fließen.

Literatur

• Franz Moeller, Hans Fricke, Paul Vaske, Heinrich Frohne: Grundlagen der Elektrotechnik. 17. Auflage, Springer Fachmedien, Wiesbaden 1986, ISBN 978-3-519-36400-9.
• Michael Reisch: Elektronische Bauelemente. Funktion – Grundschaltungen – Modellierung mit SPICE. Springer Verlag, Berlin / Heidelberg 1998, ISBN 978-3-662-06988-2.
• Leonhard Stiny: Aktive elektronische Bauelemente. Aufbau – Struktur – Wirkungsweise – Eigenschaften und praktischer Einsatz diskreter und integrierter Halbleiter-Bauteile. Springer Fachmedien, Wiesbaden 2015, ISBN 978-3-658-09153-8.
• Wolfgang Bauer, Hans Herbert Wagener: Bauelemente und Grundschaltungen der Elektronik. Band 1: Bauelemente. 2. Auflage, Carl Hanser Verlag, München/Wien 1981, ISBN 3-446-13305-4.

Weblinks

• Dioden (abgerufen am 13. Oktober 2017)
• INCREASED-FUNCTIONALITY VLSI-COMPATIBLE DEVICES BASED ON BACKWARD-DIODE (abgerufen am 13. Oktober 2017)

Einzelnachweise

1. ↑ John B. Hopkins: Fabrication and Characteristics of Microwave Backward Diodes in Indium Arsenide. National Aeronautics and Space Administration, 1969, S. 2 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).