Telekosmos-Praktikum Teil 1 - Mitten hinein in die Dioden-Praxis!

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Telekosmos-Praktikum

Teil 1

• Title
• Heinz Richter
• Inhaltsverzeichnis
• Wichtige Hinweise
• Auswahl von Geräten
• Einleitung

A. Wir richten unser Experimentierlabor ein
B. Elektrotechnik, in Versuchen erlebt
C. Mit Halbleiterdioden auf du und du
D. Mit dem Transistor ist alles zu machen
Schlusswort

Anhang

I. Anwelsung zum Aufbau
II. Anleitung zum Prüfen und Reparieren von Einzelteilen

• Versuchsverzeichnis
• Stichwortverzeichnis
• Accessories
• Norm-Schaltzeichen nach DIN

II. Mitten hinein in die Dioden-Praxis!

Bis jetzt war die Geschichte vielleicht ziemlich trocken; es wird aber sofort interessanter, wenn man die Anwendungen von Halbleiterdioden etwas unter die Lupe nimmt. Das soll jetzt geschehen.

1. Was die Zenerdiode alles kann

Bereits Abb. 32 enthalt eine wichtige Anwendung der Zenerdiode, die wir sofort erkennen, wenn wir bedenken, daß im Zenergebiet die Zenerspannung nahezu unabhängig vom Strom bleibt. Stell en wir uns einen empfindlichen Spannungsmesser mit elnem Meßbereich von nur 10 V vor, und denken wir uns an Peine Spannung von z. B. 100 V angeschlossen. Die Zenerdiode soll nicht vorhanden seln. Dreht man nun unabsichtlich das Potentiometer zu welt hinauf, so wird das Instrument restlos überlastet und defekt werden. Eine eingeschaltete Zenerdiode verhindert das jedoch, denn die Spannung kann praktisch nicht über etwas mehr als 6 V steigen, solange der durch die Zenerdiode fliessende Strom diese nicht zerstört. Die Zenerdiode wirkt hier also als automatischer Überlastungsschutz für ein Voltmeter. Eine andere Anwendung ersehen wir aus Abb. 35, den zugehörigen Versuch (Abb. 36) können wir durch geringfuegige Abänderung des Aufbaues von Abb. 33 leicht durchführen. Hier liegt ein Voltmeter in Reihe mit R am Potentiometer. Drehen wir P in Richtung h, so wird das Voltmeter bis zu etwa 6 V überhaupt keinen Ausschlag zeigen, dagegen oberhalb 6 V auf den Zenerstrom ansprechen, was einen entsprechenden Ausschlag bedeutet. Hieraus ergibt sich die Anwendung der Zenerdiode als Mittel zur Schaffung eines "unterdrückten Nullpunktes". Wollen wir z. B. Spannungen zwischen 6 und 7 V genau meßen, so könnten wir das, wenn wir ein Messinstrument hätten, das bei 6 V beginnt und bei 7 V endet. Solche Instrumente gibt es aber nicht. Die Zenerdiode dagegen schafft die Loesung dieser Aufgabe, da sie im Instrument erst ab 6 V Strom fliessen läßt.

Abb. 32 enthält noch eine weitere Anwendung, naemlich die stabilisierende Wirkung der Zenerdiode. Mit dem Potentiometer P können wir ja kuenstlich eine schwankende Spannung herstellen. Waehlen wir die Schleiferstellung so, daß die Spannung zwischen etwa 6,5 und 9 V schwankt, so wird sich der Ausschlag des Voltmeters praktisch nicht ändern. Wir haben also die schwankende Eingangsspannung stabilisiert. Diese Anwendung ist besonders in der Elektronik und in der Messtechnik wichtig, da man hier für Vergleichszwecke meist sehr konstante Spannungen benötigt. Wir werden später sehen, daß man mit Hilfe des Zenereffektes auch ein stabilisiertes Transistor-Netzgerät bauen kann.

Abb. 35. Zenerdiode für ein Messinstrument mit unterdrucktem Nullpunkt

Abb. 36. Aufbauzeichnung zu Abb. 35

Abb. 32 zeigt außerdem eine andere Moeglichkeit, naemlich die Verwendung der Zenerdiode als Überspannungswarner. In vielen elektrischen und elektronischen Schaltungen kommt es z. B. darauf an, daß eine bestimmte Spannung einen Hochstwert nicht überschreitet. Legt man an diese Spannung über einen Vorwiderstand und ein Relais eine Zenerdiode mit passender Zenerspannung, so wird sie in dem Augenblick Strom aufnehmen, in dem die zu überwachende Spannung ihren Hoechstwert überschreitet. Das Relais kann dann ein Alarmsignal, eine Lampe usw. ausloesen.

Die besprochenen Moeglichkeiten erschoepfen die Anwendung der Zenerdiode keineswegs. So eignet sie sich zur elektrischen Trennung zwischen zwei Punkten verschiedenen Potentials, wie das z. B. bei Verstärkerstufen häufig auftritt. Dort kann die Zenerdiode den Koppelkondensator ersetzen. Sie eignet sich auch als Kathodenwiderstand in Roehrenschaltungen und für aehnliche Zwecke. Auf allen Gebieten der modernen Nachrichtentechnik und Elektronik ist diese unscheinbare Einrichtung heute anzutreffen.