Elektronische Schaltungstechnik

3 HALBLEITERDIODEN
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bestanden aus Siliziumcarbid, ihre Lichtausbeute war jedoch gering. Erst durch die
Verwendung von Indiumgalliumnitrid gelingt es, blaue Leuchtdioden mit einer
hohen Lichtausbeute zu bauen. Weiße LEDs bestehen aus einer LED, die blaues
oder ultraviolettes Licht abgibt, und einem fotolumineszierenden Material, das diese
Strahlung in weißes Licht umwandelt.
Die einfachste Art der Ansteuerung ist eine Strombegrenzung durch einen Vorwiderstand,
eine Stromquelle wie in Kapitel 4.6.2 ist jedoch zu bevorzugen.
3.3 Schaltungsbeispiele mit Halbleiterdioden
Nach der Vorstellung spezieller Diodentypen und ihrer Anwendung, wenden wir
uns nun der Gleichrichtung von Wechselspannungen mithilfe von Dioden zu. Diese
Anwendung existiert in der klassischen Nachrichtentechnik bei der Demodulation
eines amplitudenmodulierten Signales oder bei der Erzeugung einer Gleichspannung
für die Versorgung elektronischer Schaltungen aus der vom Versorgungsnetz gelieferten
Wechselspannung.
Da viele elektronische Systeme Gleichspannungen zu ihrer Versorgung benötigen,
drängt sich die Frage auf, warum sich in der Energieversorgung Wechselspannungssyteme
durchgesetzt haben.
Versorgungssysteme haben die Aufgabe, elektrische Energie über große Entfernungen
zu übertragen. Die übertragene Leistung ist proportional zur verwendeten Spannung
und zum fließenden Strom: P = V · I.
Eine Erhöhung des Stromes IL bei konstantem Leiterdurchmesser führt zu einem
Anstieg des Spannungsabfalles V L an der Leitung und damit zu einer Erhöhung der
ohmschen Verluste: P Verlust = VL · IL.
Daher müssen dickere und damit teurere Leitungen verwendet werden. Im Gegensatz
dazu muss für eine Erhöhung der Spannung die Isolation zwischen den Leitern
verbessert werden. Da Freileitungen durch die dazwischen liegende Luft isoliert werden,
vergrößert man die Abstände zwischen den Leitungen, wozu nur ein geringer
Mehraufwand nötig ist. Allgemein kann gesagt werden, je weiter die Energie übertragen
werden soll, umso höher wird man das Spannungsniveau für die Übertragung
wählen.
Die Erzeugung hoher Spannungen ist jedoch schwierig, da in den Generatoren nur
begrenzter Platz für die Isolation vorhanden ist. Bei der Energie-Erzeugung im Kraftwerk
verwendet man deshalb relativ geringe Spannungen und dementsprechend
große Ströme. Es folgt eine Transformation auf ein höheres Spannungsniveau bei
geringeren Strömen und danach die Übertragung über die Leitungen. Bei der Verteilung
zum Endverbraucher wird die Energie dann wieder auf das im Haushalt übliche
Spannungsniveau 230/400 V heruntergesetzt. Der Wechsel des Spannungsniveaus ist
bei Wechselspannungen mithilfe so genannter Transformatoren einfach möglich und