Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Diode physikalische Stromrichtung


von Andreas K. (agk)


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Wenn eine Diode in Durchlassrichtung eingebaut ist zeigt das 
Diodensymbol mit seiner Spitze in Schaltungszeichnungen in Richtung 
Minus. Der Strom kann fließen - von Plus nach Minus, so die Aussage.
Aber, die tatsächliche Stromrichtung in Schaltkreisen mit metallischen 
Leitern sei ja tatsächlich so, dass Elektronen in die entgegengesetzte 
Richtung, vom Minus nach Plus fließen, also in Sperrichtung der Diode. 
Tatsächlich müssten die Elektronen bzw. der Stromfluss also von der 
Diode blockiert werden.  Wie verhält sich das bitte genau?

: Bearbeitet durch User
von Marco K. (fuerst-rene)


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Auf die Antworten bin ich mal gespannt.
Die Frage ist ja mal sehr ausbaufähig.

von MaWin (Gast)


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Andreas K. schrieb:
> Wie verhält sich das bitte genau

So wie dein Gehirn. Es blockiert.

Vergiss die Richtung der Elektronen. Wenn du nicht gerade 
Halbleiterphysiker bist, ist die technische Stromrichtung für dich 
relevant, dafür sind auch die Schaltzeichen gemalt. Es ist einfach so 
definiert, dass man den Ladungsdefizit, den Löchertransport, zeichnet.

von Daniel V. (danvet)


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Da solltest du nochmal den Aufbau und die Wirkungsweise der Diode 
durchlesen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Diode
Vielleicht wird es dann klarer.

von Klaus R. (klara)


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Andreas K. schrieb:
> Wie verhält sich das bitte genau?

Bei einer Elektronenröhre ist die Sache klar. Der Heizdraht an der 
Kathode sorgt für eine Elektronenwolke, die von der positiven 
Anodenspannung abgesogen wird.

Bei den Halbleitern war das dann anders. Der Strom floss von der Anode 
zu Kathode. Jetzt sprach man aber nicht vom Elektronenstrom, sondern vom 
Löcherstrom.
mfg klaus

von Andreas K. (agk)


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@Daniel V

Falsch, setzen, Fünf, du hast meine Frage nicht verstanden.

Vielleicht ist ja dein Gehirn blockiert.

(Vielleicht bekommst du mit, dass ich, im Gegensatz zu deiner 
feststellenden Aussage, ich dies als Vermutung formuliere)
Und du bestimmst bitte auch nicht was mich interessiert.

: Bearbeitet durch User
von Teo D. (teoderix)


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Dann arbeite halt mit der Physikalischen und dreh in all deinen Plänen 
die Symbole um. Aber bitte nur in den Plänen, wenn du auch noch die 
Bauteile selbst.....

von Dussel (Gast)


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Wo ist denn das Problem?
Physikalische und technische Stromrichtung sind einander 
entgegengesetzt. Eine Diode lässt den physikalischen Strom in eine, den 
technischen Strom in die entgegengesetzte Richtung fließen. Umgekehrt 
sperrt sie.
Dass das Dreieck der Diode in die technische Stromrichtung zeigt, ist 
einfach Festlegung. Man könnte das Symbol anders(rum) zeichnen, ohne 
dass sich an der Diode irgendwas ändert.

Technischer Strom und physikalischer Strom ist natürlich der gleiche 
Strom, nur halt unterschiedlich betrachtet.

von Daniel V. (danvet)


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Andreas K. schrieb:
> @Daniel V
>
> Falsch, setzen, Fünf, du hast meine Frage nicht verstanden.
>
> Vielleicht ist ja dein Gehirn blockiert.
>
> (Vielleicht bekommst du mit, dass ich, im Gegensatz zu deiner
> feststellenden Aussage, ich dies als Vermutung formuliere)
> Und du bestimmst bitte auch nicht was mich interessiert.

Tschuldigung, auf welchen Zeh bin ich dir denn getreten?

von Roland F. (rhf)


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Hallo,
Daniel V. schrieb:
> Tschuldigung, auf welchen Zeh bin ich dir denn getreten?

Er meint dich nicht, er meint MaWin.

rhf

von Achim B. (bobdylan)


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Roland F. schrieb:
> Er meint dich nicht, er meint MaWin.

Und warum schreibt er dann @ Daniel drüber?

von Andreas K. (agk)


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Hallo Dussel, das Problem ist, dass Leute zwar andere Sprachen lernen, 
aber sich relativ oft in ihrer Muttersprache nicht verstehen.

Bsp.:
Ich formuliere eine konkrete Frage (in Deutsch)

Marco K. meint die Frage sei ausbaufähig - er versteht mich nicht...

Ich verstehe nicht, was er mit " die Frage sei ausbaufähig meint...

u.s.w.

...wenn du verstehst was ich meine...

von Andreas K. (agk)


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ja ich mein MaWin...nicht Daniel V.

von Marco K. (fuerst-rene)


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Also, die Diode besteht aus 2 Verschieden geladenen Siliziumscheiben.
Eine Positiv und eine Negativ.
Gehst du mit deinen Elektronen an die positive Seite kannst du 
durchlaufen zur negativen Seite.
Die Andere Seite ist schon negativ, daher kannst du nicht durch laufen.
Ich habe dafür 2 Semester Halbleitertechnik Studiert.
Glaube mir es ist nicht einfach so erklärt.
Der Wikipedia Artikel ist nicht schlecht, aber du musst ein bisschen 
tiefer suchen.

von Andreas K. (agk)


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Also an alle die mir noch eine Antwort geben möchten...

Ich möchte nur eine kurzes Ja, richtig.

oder,   ein Nein   ... dann kann die Antwort länger ausfallen.

von Dussel (Gast)


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Andreas K. schrieb:
> Hallo Dussel, das Problem ist, dass Leute zwar andere Sprachen lernen,
> aber sich relativ oft in ihrer Muttersprache nicht verstehen.
Ich meine, was verstehst du nicht, dass du die Eingangsfrage stellst?
Wenn man die Stromrichtung gedanklich umkehrt, kehren sich natürlich 
auch alle Bauteile um.
Eine ideale Diode sperrt, wenn die Anode ein niedrigeres Potential als 
die Kathode hat. Wenn die Anode positiver als die Kathode wird, leitet 
die Diode. In welche Richtung der Strom fließt, ist ihr egal.

von Max M. (jens2001)


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Andreas K. schrieb:
> Ich möchte nur eine kurzes Ja, richtig.

Ja, richtig.

Bitte!

von Andreas K. (agk)


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Ich möchte von euch gerne bestätigt haben, dass die Sperrung durch die 
Diode real genau umgedreht wirkt?

von Roland F. (rhf)


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Hallo,
Andreas K. schrieb:
> Also an alle die mir noch eine Antwort geben möchten...
>
> Ich möchte nur eine kurzes Ja, richtig.
>
> oder,   ein Nein   ... dann kann die Antwort länger ausfallen.

Es ist immer schlecht wenn man Anderen eine Frage stellt und nur 
bestimmte Antworten zulässt.

rhf

von MikeH (Gast)


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Strom fließt vom positiven Potential zum negativen Potential. Weil 
Elektronen eine negative Ladung haben, bewegen sie sich vom negativen 
zum positiven Potential.
Die Unterscheidung zwischen "technischer" und "physikalischer" 
Stromrichtung ist imho verwirrend und sinnlos.

von Peter R. (Gast)


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Bewegliche positive Ladungen gibt es nur in Flüssigkeiten oder in 
ionisierten
 Gasen (Plasma).

In P-Halbleitern wandern nicht die Störstellen sondern die Elektronen 
wechseln ihre Plätze. Auch da handelt es sich letzten Endes um 
Elektronenbewegung.

Stell Dir folgendes vor: In einer Warteschlange von fünf Plätzen sind 
alle in der Reihenfolge der Ankunft besetzt. Wenn jetzt der erste an die 
Reihe kommt, rücken doch alle andern nach vorn damit die Reihenfolge der 
Ankunft erhalten bleibt. Der freie Platz bewegt sich dann scheinbar nach 
hinten, denn der der letzte Platz wird dann für den nächsten frei. In 
Wirklichkeit bewegen sich doch die Wartenden von hinten nach vorn, nur 
der freie Platz bewegt sich scheinbar nach hinten.

von Rainer V. (a_zip)


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Andreas K. schrieb:
> Ich möchte nur eine kurzes Ja, richtig.

Ja...

von Dussel (Gast)


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Andreas K. schrieb:
> Ich möchte von euch gerne bestätigt haben, dass die Sperrung durch
> die
> Diode real genau umgedreht wirkt?
Real ist beides und insbesondere bei Halbleitern kann man über die 
Löcherleitung auch die technische Stromrichtung als physikalisch richtig 
ansehen.

Eine Diode lässt technisch betrachtet Stromfluss von der Anode zur 
Kathode, physikalisch betrachtet von der Kathode zur Anode zu.

Wenn es das ist, was du meintest, dann liegst du richtig.

von Peter R. (pnu)


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Positve bewegliche Ladungen gibt es in Elektrolyten oder ionisierten 
Gasen.
In Festkörpern bewegen sich bis auf wenige Ausnahmen die Elektronen.

In P-Halbleitern bewegen sich die Elektronen, nicht die Störstellen.

Stell Dir eine Warteschlange an der Kasse vor, die nach reihenfolge 
sortiert ist.
Wenn da der Erste fertig ist, rücken nacheinander die Anderen nach und 
nachdem alle einen Platz weitergerückt sind, ist am Ende der Platz für 
den Nächsten frei.
Die Lücke wandert scheinbar von vorn nach hinten, obwohl sich nur die 
Einkaufswägen nach vorn bewegen.

: Bearbeitet durch User
von Peter M. (r2d3)


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Hallo Andreas K.,

Andreas K. schrieb:
> Also an alle die mir noch eine Antwort geben möchten...
>
> Ich möchte nur eine kurzes Ja, richtig.
>
> oder,   ein Nein   ... dann kann die Antwort länger ausfallen.

da Du keine sogenannte "geschlossene Frage" gestellt hast, kann mir Dir 
auch nicht mit "Ja" oder "Nein" antworten.

Beispiel aus Deinem Text:

"Wie verhält sich das bitte genau?"
Nein!

von Micha D. (micha_d)


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Moin.

Das Schaltzeichen symbolisiert nicht die Stromrichtung, sondern den 
mechanischen Aufbau einer Spitzendiode. Richtig?

von Soul E. (Gast)


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Micha D. schrieb:

> Das Schaltzeichen symbolisiert nicht die Stromrichtung, sondern den
> mechanischen Aufbau einer Spitzendiode. Richtig?

Richtig. Früher(tm) sahen Dioden so aus: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Spitzendiode#/media/Datei:Spitzendiode_germanium.gif

Eine Platte, auf die ein angespitzter Draht aufgesetzt wird.

von Andreas K. (agk)


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@Peter M  Ja richtig, in dem Sinn hätte ich meine Frage anders 
formulieren müssen.

von Peter R. (pnu)


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Andreas K. schrieb:
> Also an alle die mir noch eine Antwort geben möchten...
>
> Ich möchte nur eine kurzes Ja, richtig.
>
> oder,   ein Nein   ... dann kann die Antwort länger ausfalle

Höflichkeit ist anders.

Verteilst du Noten für Antworten auf eine Frage, obwohl sie indirekt nur 
von Demjenigen gegeben wird, der nett zu dir ist?

von Andreas K. (agk)


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Nö - Du missverstehst mich - ich versteh dich nicht - das macht so 
keinen Spass und Sinn

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Dussel schrieb:
> Eine Diode lässt technisch betrachtet Stromfluss von der Anode zur
> Kathode, physikalisch betrachtet von der Kathode zur Anode zu.
>
> Wenn es das ist, was du meintest, dann liegst du richtig.

Auch dann nicht. Es gibt nicht eine physikalische Stromrichtung. 
Physikalisch gibt es eine Bewegungsrichtung von Ladungsträgern. Und je 
nach Ladung (positiv oder negativ) kann diese Bewegungsrichtung mit der 
technischen Stromrichtung übereinstimmen oder ihr entgegengesetzt sein.

In metallischen Leitern wird Strom durch Elektronen transportiert. Und 
weil die negativ geladen sind, bewegen sie sich in umgekehrter Richtung 
zum  Strom. Aber in Lösungen oder Schmelzen hat man regelmäßig auch 
positiv geladene Ladungsträger (Ionen) vorliegen. Stichwort: 
Elektrolyse. Und die bewegen sich dann in der gleichen Richtung wie der 
Strom.

von Peter M. (r2d3)


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Andreas K. schrieb:
> @Peter M  Ja richtig, in dem Sinn hätte ich meine Frage anders
> formulieren müssen.

Danke für die Einsicht!

Meine Antwort zu Deinem Problem lautet:

Es gibt eine physikalische und eine technische Stromrichtung.
Die physikalische entspricht der Elektronenbewegung im Leiter,
die technische verläuft umgekehrt.

Es gibt Gründe (die mir jetzt nicht einfallen), in der Elektrotechnik 
dem Begriff der technischen Stromrichtung zu folgen.

Es ist reine Konvention, dass Diodenzeichen mit dem Pfeil zum Minuspol 
zeigen zu lassen.
Es ist auch reine Konvention, ein Diode als physisches Bauteil mit einem 
Strich auf der Seite zu versehen, die zum Minuspol, bzw. zum negativeren 
Pol zeigt.
Jeder weiß, dass er die Diode in Durchlassrichtung betreibt, wenn er sie 
so ausrichtet, dass der Markierungsstrich zum Minuspol, bzw. zum 
negativeren Pol zeigt.

von Peter R. (pnu)


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Micha D. schrieb:
> Das Schaltzeichen symbolisiert nicht die Stromrichtung, sondern den
> mechanischen Aufbau einer Spitzendiode. Richtig?

Es ist halt die Krux, dass man füher nur den "Metalltransport" im 
Elektrolyten von der Anode zur Kathode kannte und damit auf die 
Vorstellung kam, der Strom würde die (positiven) Atome  "mitnehmen".

Im Schaltzeichen der Dioden zeigt man eben diese Stromrichtung positiver 
Teilchen, obgleich sich in Festkörpern die Elektronen bewegen. Das hat 
nichts mit dem mechanischen Aufbau zu tun, wie man inzwischen weiß.

Natürlich würde man gerne von Rechtslenkung auf Linkslenkung übergehen, 
denn da würden einige Minuszeichen wegfallen z.B. beim Induktionsgesetz. 
Aber die Verwirrung, ob alt odeer neu tut man sich nicht an.

von Soul E. (Gast)


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Das Schaltzeichen zeigt eine Metallspitze auf einer Kristallplatte. Mehr 
nicht.

Ganz frühe Transistor-Schaltzeichen zeigten zwei Metallspitzen auf einer 
Kristallplatte. Später wurde eine Spitze entfernt, so dass man Emitter 
und Kollektor besser unterscheiden konnte, und der Emitterpfeil bekam 
dann auch seine Polaritätsinformation.

von Stefan F. (Gast)


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Andreas K. schrieb:
> Wie verhält sich das bitte genau?

So wie ein Glas Bier gleichzeitig halb voll und halb leer ist.

Die Pfeile zeigen immer von Plus nach Minus. Ob das jetzt mit oder 
entgegen der Stromrichtung ist, spielt keine Rolle.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Peter M. schrieb:
>
> Es gibt Gründe (die mir jetzt nicht einfallen), in der Elektrotechnik
> dem Begriff der technischen Stromrichtung zu folgen.

Soweit mir bekannt, hat man schon zeitig gewußt, daß Strom eine Richtung 
hat und man hat halt eine Richtung als positiv und die Gegenrichtung als 
negativ festgelegt. Und dabei ist man dann geblieben.

Bei der Ladung ist das ja genauso. Daß wir die Elementarladung des 
Elektrons als negativ und die des Protons als positiv betrachten, ist 
auch willkürlich. Man hat halt irgendwann festgestellt, daß die Ladungen 
zwar gleich groß, aber eben entgegengesetzt gepolt sind. Und hat eine 
als positiv und die andere als negativ deklariert.

> Es ist reine Konvention, dass Diodenzeichen mit dem Pfeil zum Minuspol
> zeigen zu lassen.

Aber eine sehr praktische. Auch bei Transistoren zeigt der Emitterpfeil 
vom p-dotierten Bereich zum n-dotierten. Dito bei MOSFET der Pfeil 
zwischen Bulk und Kanal.

von Peter R. (pnu)


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Soul E. schrieb:
> Das Schaltzeichen zeigt eine Metallspitze auf einer Kristallplatte. Mehr
> nicht.

Schon lange vor den Ge- oder Si-Dioden kannte man Selengleichrichter und 
Kupferoxydulgleichrichter. Auch die bekamen Pfeil-Schaltbilder in 
Stromrichtung, auch ohne Drahtspitze.

Noch schlimmer: bei den Vorgängern (Kristalldetektor) ergaben sich 
Kontaktpunkte auf dem Kristall, wo die Stromrichtung von Kristall zum 
Draht ging.

Peter M. schrieb:
> Es ist reine Konvention,

Eben nicht. Bei der Galvanik gehen Cu, Ni,Ag usw.an der Anode in Form 
von pos. Ionen in Lösung. An der Anode werden die entladen und bilden 
den Metallbelag. Da man zu der Zeit von Elektronen keine Ahnung hatte, 
glaubte man, der Strom würde das Metall transportieren.

Als man dann  die Wahrheit erkannte, war es zu spät, ohne viel Aufwand 
zu ändern.

Da hätte man viele Gleichungen für Induktion, Magnetfeldrichtung 
(Rechte-Hand-Regel, Dreifingerregel, Gleichung für induzierte Spannung 
usw.) ändern müssen.

Also Bequemlichkeit, nicht Konvention,wenn manns hart formulieren will.

In einer Diode bewegen sich nur Elektronen, sowohl in der p- als auch in 
deer n-Schicht. die "Löcher" sind nur Stellen, die die Elektronen 
beweglich machen.

Die Löcher bewegen sich in der "Kassenschlange" (siehe oben) nur 
scheinbar,echte Bewegung machen nur die in der Schlange befindlichen 
Leute, die Elektronen.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Andreas K. schrieb:
> Aber, die tatsächliche Stromrichtung in Schaltkreisen mit metallischen
> Leitern sei ja tatsächlich so, dass Elektronen in die entgegengesetzte
> Richtung, vom Minus nach Plus fließen, also in Sperrichtung der Diode.

Nein, für Elektronen ist die Sperrrichtung die Gegenrichtung.

von Michel M. (elec-deniel)


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Diffusionsvorgang diode :-)
www.youtube.com/watch?v=MSncOmacDJ0
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/0112072.htm

: Bearbeitet durch User
von Andreas K. (agk)


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Ich denke jetzt habe ich endlich den klaren Durchblick. Das 
Missverständnis wird durch die Verwendung der Begriffe Sperrrichtung und 
Flussrichtung und durch den Pfeil im Diodensymbol begünstigt. Auch das 
Nachdenken über die technische oder physikalische Stromrichtung oder 
Rückschlag- oder Fahrradventile lenken nur ab. Vlt ein Grund warum der 
Link zum ansonsten gut gemachten Video von Physik - simpleclub entfernt 
wurde - weil es dbzgl Fehler enthält. Besser ist es wenn Begriffe wie, 
z.B., Sperrpositon und Flusspositon verwendet werden. Die Flussposition 
ist die Position, wenn die Anode der Diode an Plus und dem zufolge die 
Kathode an Minus der Stromquelle anliegt. Und wenn das so ist (und U > 
0.7V), dann wird die Diode leitfähig, und, jetzt kommt der entscheidende 
Denkfehler ins Spiel, das nicht nur in eine Richtung, sondern in Beide.

: Bearbeitet durch User
von Sven S. (schrecklicher_sven)


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Andreas K. schrieb:
> dann wird die Diode leitfähig, und, jetzt kommt der entscheidende
> Denkfehler ins Spiel, das nicht nur in eine Richtung, sondern in Beide.

Dann kann man die Diode ja gleich weglassen, und die ganze Diskussion 
hat sich erledigt.

von Carlo (Gast)


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von Hennes (Gast)


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Hallo

Andreas K. schrieb:
> Ich denke jetzt habe ich endlich den klaren Durchblick. Das
> Missverständnis wird durch die Verwendung der Begriffe Sperrrichtung und
> Flussrichtung und durch den Pfeil im Diodensymbol begünstigt.

Hallo in den Satz steckt sogar noch mehr drin:
Es zeigt auf das man halt zwischen der technischen Praxis, den Nutzen 
von Bauelementen und Schaltungen und den physikalischen Vorgängen 
unterscheiden muss.
Auch wenn das wissen über die physikalischen Vorgänge in den 
Bauelementen sicherlich nicht schadet und für mich (Ich bin aber nicht 
der Mittelpunkt der Welt und wie ich verstehe und lerne muss für andere 
nicht funktionieren) unbedingt dazu gehört, so kann es doch sinnvoll 
sein sich als Praktiker und Bastler nur auf die realen Bauelemente und 
Schaltungen zu konzentrieren und  daran zu lernen.
Das Problem ist halt das die E-Technik schon so alt ist das so einige 
sehr wichtige Vorgänge noch gar nicht bekannt waren und es Bauelemente 
und Anwendungen gab die man zwar schon bauen konnte aber eigentlich 
nicht verstand - und das man einfach Pech mit der 50/50 Chance hatte die 
Stromrichtung festzulegen . Darauf aufbauend sind halt auch 
Schaltsymbole und die Logik dahinter entstanden und werden weil sie nun 
mal da sind schon seit Jahrzehnten (teilweise deutlich über ein 
Jahrhundert siehe z.B. Batteriesymbole - langer Strich -"viel"- für 
einen Elektronenmangel und "Aufnehmer", ein kurzer -"wenig"- für die 
Elektronenquelle und "Geber"...)einfach beibehalten.

Das muss man leider so hinnehmen und für die Praxis so manches 
stumpfsinnig lernen bzw. Anwenden was den eigentlich mühsam aufgebauten 
Wissen (das dann auch noch schön erklärt wie und warum z.B. eine Diode 
arbeitet und was im "innersten" passiert - was zumindest mir sehr viel 
bringt und eine Befriedigung bietet) so gar nicht entspricht.
Ja aus eigener Erfahrung darf ich sagen: Das kann sehr schwer sein und 
so mancher wird niemals damit wirklich zufrieden sein, aber es ist nun 
mal so...

Hennes

von Dussel (Gast)


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Andreas K. schrieb:
> Besser ist es wenn Begriffe wie,
> z.B., Sperrpositon und Flusspositon verwendet werden.
Nein, das irgendwelche konstruierten Begriffe, die mir noch nie begegnet 
sind und die ich auf die Schnelle auch nicht gefunden habe.
Besser ist es, nur mit einer Stromrichtung zu denken. In der Elektronik, 
also bezogen auf Schaltungen aus mehrere Bauteilen ist das 
sinnvollerweise die technische Stromrichtung.

Damit hatte ich am Anfang auch Probleme, aber das gibt sich mit der 
Zeit.

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