Sind Sie Geschäftskunde?
Diese Einstellung passt das Produktsortiment und die Preise an Ihre Bedürfnisse an.
Ja
Nein

Ratgeber

Kapazitäts-Dioden: Diode mit speziellen Eigenschaften

Eine Kapazitätsdiode ist eine Halbleiterdiode, die wie eine Z-Diode in Sperrrichtung geschaltet ist. Dank ihrer speziellen Eigenschaften kann sie einen einstellbaren Kondensator ersetzen

Verwendet werden das elektronische Bauteil unter anderem in Radios, Smartphones oder Funkgeräten und Oszillatoren. In unserem Ratgeber erfahren Sie, wie eine Kapazitätsdiode funktioniert.



Was ist eine Kapazitätsdiode?

Bei Kapazitätsdioden wirkt die Sperrschicht oder auch Raumladungszone am pn-Übergang wie eine Kapazität, die je nach angelegter Spannung variieren kann. Die Kapazität der Sperrschicht ist bei Dioden dieser Bauart besonders ausgeprägt und stark veränderbar. Aufgrund ihrer kompakten Abmessungen haben Kapazitätsdioden mittlerweile deutlich größere Bauteile wie Drehkondensatoren abgelöst. 

Ein typisches Einsatzgebiet sind LC-Schwingkreise. Unter einem Schwingkreis versteht man eine elektrische Schaltung aus Spule und Kondensator, die in der Lage ist, elektrische Schwingungen auszuführen. Eingesetzt werden solche Schaltungen zum Beispiel in der Funktechnik, wobei mithilfe von Kapazitätsdioden die Frequenz geregelt werden kann. 

Dabei ist allerdings zu berücksichtigen, dass die Kapazität und die Sperrspannung einer Kapazitätsdiode weder für Geräte mit einer hohen Leistung noch für hochfrequente Spannungen genutzt werden kann. Kapazitätsdioden sind auch unter den Bezeichnungen Varicap, Varaktor oder Abstimmdiode bekannt.



Funktionsweise von Kapazitätsdioden

Eine Diode besteht aus p-n-dotierten Halbleiterkristallen, an deren Übergang sich eine spannungsabhängige Sperrschicht befindet, die bis zum Erreichen der Durchbruchspannung keinen Strom passieren lässt. 

Die Dicke der Sperrschicht wird in Durchlassrichtung schon bei geringer Spannung so weit herabgesetzt, dass Strom fließen kann. Eine Kapazitätsdiode wird allerdings immer in Sperrrichtung betrieben, das bedeutet, dass sich in diesem Fall die Sperrschicht vergrößert und somit den Stromfluss verhindert. 

Zwischen den Ladungsträgern entsteht ein elektrisches Feld, das die Ladungsträger voneinander wegbewegt und woraus schließlich die Vergrößerung der Sperrschicht entsteht. Dadurch wirkt eine Kapazitätsdiode wie ein Kondensator, wobei der Kapazitätswert durch die Sperrspannung definiert wird. 

Eine Besonderheit der Kapazitätsdiode ist die steuerbare Kapazität, die durch die Regelung der Sperrspannung ermöglicht wird. Dabei gilt, dass die Größe der Sperrschichtkapazität mit zunehmender Spannung abnimmt.



Worauf muss ich beim Kauf von Kapazitätsdioden achten?

Beim Kauf von Kapazitätsdioden müssen Sie sich zunächst zwischen einfachen und doppelten Dioden entscheiden. Bei einer doppelten Diode befinden sich zwei Kapazitätsdioden in einem Gehäuse. Ein solches Exemplar weist zwei Anodenanschlüsse und einen Kathodenanschluss auf. Benötigt werden doppelte Dioden für verschiedene Schwingkreisschaltungen.

Darüber hinaus sind bei der Anschaffung von Kapazitätsdioden die genauen Bauteilparameter zu berücksichtigen. Alle nötigen Informationen finden Sie in den Datenblättern und meist auch auf der Homepage des Herstellers. Neben der benötigten Kapazität sind die Spannung und die Stromstärke zu beachten. 

Von Bedeutung ist auch die maximale Sperrspannung. Dabei handelt es sich um die maximal zulässige Spannung, die kurzzeitig anliegen darf. Dagegen wird durch die Sperrspannung der Höchstwert für die dauerhafte Betriebsspannung vorgegeben. 

Analog zu den Spannungen geben die Ströme die Betriebswerte oder Maximalwerte an. Für die Steuerspannungen sind bei einem festen Frequenzwert gewöhnlich die dazugehörigen Kapazitätswerte gegeben. Das Kapazitätsverhältnis gibt immer die Relation zwischen dem kleinsten und größten Kapazitätswert an.



Unser Praxistipp: Betriebsparameter von Kapazitätsdioden sind temperaturabhängig!

Kapazitätsdioden sind Halbleiterbauteile, deshalb sind die angegebenen Betriebsparameter immer von der Temperatur abhängig. In der Regel beziehen sich die vom Hersteller angegebenen Werte auf eine Bezugstemperatur von 25 °C

Da sich die Dioden während des Betriebs selbst erwärmen oder von umgebenden Bauteilen erwärmt werden, kann eine aktive oder passive Kühlung erforderlich sein, um Beschädigungen vorzubeugen.



Häufig gestellte Fragen zu Kapazitätsdioden

Was ist ein Dielektrikum?

Ein Dielektrikum ist ein elektrischer Isolator, in dem sich die vorhandenen Ladungsträger nicht frei bewegen können. In einem elektrischen Feld erzeugt ein Dielektrikum durch Polarisationseffekte ein elektrisches Gegenfeld. 

Was versteht man unter einer Dotierung?

In der Halbleitertechnik wird das Einbringen von Fremdatomen in das Halbleitermaterial Dotierung genannt. Die Leitfähigkeit des Halbleiterkristalls lässt sich auf diese Weise gezielt verändern. Typische Materialien, die bei der Dotierung genutzt werden, sind Bor, Indium, Aluminium, Phosphor und Antimon. 
 

Was ist ein Kondensator?

Ein Kondensator ist in der Lage, elektrische Ladungen oder Spannungen kurzzeitig in einem elektrischen Feld zu speichern. Er besteht aus zwei elektrischen Leitern, die durch einen Isolator (Dielektrikum) voneinander getrennt sind. Wird am Kondensator eine Spannung angelegt, entsteht zwischen den beiden Leitern ein elektrisches Feld. Die so gespeicherte elektrische Ladung pro Spannung bezeichnet man als Kapazität.

Wie funktioniert eine Leuchtdiode?

Eine LED besteht nur aus wenigen Teilen: Die beiden Anschlüsse (Anode und Kathode) sind durch den sogenannten Bonddraht miteinander verbunden, der dafür sorgt, dass Strom fließen kann. An der Kathode befindet sich ein Halbleiterkristall, der eigentliche LED-Chip, der zum Zweck einer besseren Lichtausbeute in einer Reflektorwanne liegt. Der Reflektor ist für den Wirkungsgrad der LED mitverantwortlich. Die genannten Bestandteile der LED werden von einer Kunststofflinse umgeben, die den empfindlichen Chip schützt.

Conrad Electronic SE benötigt für einzelne Datennutzungen Ihre Einwilligung, um die Funktion der Website zu gewährleisten und Ihnen unter anderem Informationen zu Ihren Interessen anzuzeigen. Mit Klick auf "Zustimmen" geben Sie Ihre Einwilligung dazu. Ausführliche Informationen erhalten Sie in unserer Datenschutzerklärung.
Sie haben jederzeit die Möglichkeit Ihre Zustimmung in der Datenschutzerklärung zurück zu nehmen.
Ablehnen
Zustimmen