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Welche Aufgaben haben Dioden?
Dioden gelten als »Ventile« im elektrischen Stromkreis. Im Prinzip besteht eine Diode aus zwei unterschiedlich dotierten Halbleitern, einem, der mit negativ geladenen Elektronen angereichert ist (man sagt auch, der Halbleiter ist »n-dotiert«), und einem mit Elektronenfehlstellen, also Löchern. Da Löcher als positiv geladene Ladungsträger aufgefasst werden können, nennt man diesen solcherart behandelten Halbleiter »p-dotiert«.
Wenn eine p- und eine n-dotierte Schicht direkt aneinander grenzen, kann Strom durch diese Grenzschicht von selbst nur in einer Richtung, der sog. Durchlassrichtung, fließen. In die andere Richtung (in Sperrrichtung) kann die Diode nur Strom passieren lassen, wenn eine äußere Spannung anliegt – genau wie bei einem Ventil, das per Knopfdruck Flüssigkeit durchlässt oder nicht. Die richtungsabhängige Durchlässigkeit nutzt man auch bei einer anderen Anwendung der Diode, und zwar als Gleichrichter. Tritt nämlich Wechselstrom, der periodisch seine Richtung ändert, durch eine Diode, so wird daraus hinter dem Bauelement Gleichstrom.
Weitere Anwendungen finden Dioden in Solarzellen, Energie sparenden Lichtquellen und elektronischen Schaltungen sowie als Laser im Miniaturformat.
Tobias Erb
(*1979) ist Biochemiker am Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie in Marburg. Mit seiner Forschungsgruppe untersucht er Stoffwechsel-Mechanismen. Der Fokus liegt dabei auf der Umwandlung von Kohlendioxid durch Bakterien, Algen und Pflanzen – und wie sich dieser Prozess synthetisch verbessern lässt.
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