Schaltungstechnik

134 3 Grundlegende Funktionsprimitive
Durch Austausch von Induktivität und Kapazität entsteht ein angepasster Hochpass.
Ersetzt man die Induktivität durch einen Serienresonanzkreis und die Kapazität
durch einen Parallelresonanzkreis, so erhält man ein Bandpassfilter, umgekehrt
ein Bandstoppfilter. In allen Fällen muss die Anpassbedingung am Eingang und am
Ausgang erfüllt sein. Eine angepasste Filterschaltung (z.B. Tiefpass, Hochpass,
Bandpass) weist am Eingang und am Ausgang eine frequenzunabhängige Schnittstellenimpedanz
auf. Die vorgestellten Beispiele mögen einen ersten Eindruck vermitteln
von der Vielfalt passiver Funktionsprimitive mit bestimmten
Eigenschaften.
3.2 Funktionsgrundschaltungen mit Dioden
Halbleiterdioden weisen bestimmte Eigenschaften auf, die Problemstellungen in
konkreten Anwendungen lösen helfen. Bei Schaltdioden und Gleichrichterdioden
wird die „Ventilwirkung“ zwischen Durchlassbereich und Sperrbereich genutzt,
bei Varaktordioden die spannungsabhängige Sperrschichtkapazität im Sperrbereich,
bei Zenerdioden die Wirkung als Spannungsquelle im Durchbruchbereich.
Darüber hinaus gibt es Spezialdioden (z.B. Photodioden, pin-Dioden, Tunneldioden,
Backwarddioden) die spezielle Halbleitereffekte nutzen, auf die hier nicht
näher eingegangen werden kann. In Bild 3.2-1 ist beispielhaft die Strom/Spannungskennlinie
von einigen Diodentypen skizziert.
a) ID b) ID c) ID U D U D U D
Bild 3.2-1: Kennlinienverlauf einiger Diodentypen – a) Schaltdiode bzw. Gleichrichterdiode;
b) Tunneldiode; c) Backwarddiode
3.2.1 Gleichrichterschaltungen und Spannungsvervielfacher
Es werden konventionelle Schaltungen zur Erzeugung einer Gleichspannung für
u.a. DC-Versorgungsspannungen (Power-Supply) vorgestellt. In einem Experiment
am Ende von Kap. 3 wird das Grundprinzip von Schaltnetzteilen betrachtet. DC-
Versorgungen mit Schaltnetzteilen weisen einen besseren Wirkungsgrad zwischen
abgegebener Leistung und aufgenommener Leistung auf.
Bei Gleichrichterschaltungen nutzt man die „Ventilwirkung“ einer Diode, um
DC-Spannungen aufzubereiten. Gleichrichterdioden werden in der Regel im unte