{"id":5151,"date":"2025-12-30T10:00:00","date_gmt":"2025-12-30T09:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/de.elv.com\/elvjournal\/?p=5151"},"modified":"2026-01-30T13:22:15","modified_gmt":"2026-01-30T12:22:15","slug":"innovative-bauteile-ideale-diode","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/de.elv.com\/elvjournal\/innovative-bauteile-ideale-diode\/","title":{"rendered":"Innovative Bauteile (Teil 1): Die „ideale Diode“"},"content":{"rendered":"\n

Innovative Bauteile kurz beleuchtet (Teil 1)<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die \u201eIdeale Diode“<\/h1>\n\n\n\n

Das Entwicklerteam von ELV und eQ-3 mit ca. 90 Entwicklern konstruiert j\u00e4hrlich bis zu 120 neue Produkte inklusive Weiterentwicklungen und Produktanpassungen. Internationale Bauteilehersteller informieren uns laufend \u00fcber aktuelle Bauteile und innovative Sensoren. An diesem Wissen m\u00f6chten wir Sie gerne teilhaben lassen. Daher stellen wir Ihnen spannende elektronische Bauteile mit umfassendem Hintergrundwissen, Datenbl\u00e4ttern und Anwendungsbeispielen vor. Wir beginnen die Serie mit der \u201eIdealen Diode“.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die \u201eIdeale Diode“ \u2013 Stromventil mit minimaler Schwellenspannung<\/h2>\n\n\n\n

Allgemein gesprochen sind Ventile Vorrichtungen, die nur in einer Richtung von einem Medium durchstr\u00f6mt werden k\u00f6nnen, aber nicht in der Gegenrichtung. Im Bereich der Haustechnik gibt es zahlreiche mechanische Beispiele in Gestalt von R\u00fcckschlagventilen oder -klappen. Stets ist es ihre Aufgabe, den Durchfluss eines Mediums (Wasser, Luft, Heiz\u00f6l …) nur in einer zul\u00e4ssigen Str\u00f6mungsrichtung zu erlauben und in der Gegenrichtung zu unterbinden. So ist es ratsam, in den Abwasserabfluss von Geb\u00e4uden ein R\u00fcckschlagventil einzubauen, um r\u00fcckstr\u00f6mendes Wasser aus \u00fcberfluteten Kanalisationssystemen (z. B. bei Starkregen) in unter der R\u00fcckstauebene liegende Duschen, Toiletten, Waschbecken usw. zu vermeiden. Solche Einrichtungen verhindern auch das Eindringen von Ratten oder Fr\u00f6schen \u00fcber die Kanalisation in das Geb\u00e4ude.<\/p>\n\n\n\n

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Ein weiteres Beispiel ist das Ventil in Auto- oder Fahrradreifen, dessen Funktionsprinzip Bild 1<\/mark> zeigt. Die Wirkungsweise ist schnell erkl\u00e4rt: Eine durch eine Feder auf die Ventil\u00f6ffnung gedr\u00fcckte Verschlusskugel sperrt den Abfluss von Luft aus dem Reifeninneren, solange der dort herrschende Luftdruck pinnen<\/sub> gr\u00f6\u00dfer als der Druck der umgebenden Luft pau\u00dfen <\/sub>(\u00fcblicherweise der Atmosph\u00e4rendruck) ist (Bild 1 rechts)<\/mark>. Wird von au\u00dfen Luft mit einem Druck eingebracht, der gr\u00f6\u00dfer ist als der Innendruck, wird die Kugel aus ihrer Verschlusslage gedr\u00fcckt und die Luft str\u00f6mt an ihr vorbei ein, bis ein Druckausgleich erfolgt (Bild 1 links)<\/mark>. Die Kraft, die erforderlich ist, um das \u00d6ffnen des Ventils zu bewirken, entspricht der Schwellen-, Durchlass- oder Schleusenspannung einer nachfolgend besprochenen elektrischen Diode, bis diese in den leitenden Zustand \u00fcbergeht.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 1: Was das Autoventil f\u00fcr Luft ist, ist die Diode f\u00fcr Elektronen.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Die reale Diode<\/h2>\n\n\n\n

\u00dcbertr\u00e4gt man die Eigenschaften des eingangs beschriebenen Einwegventils auf das Medium \u201eLadungstr\u00e4ger“, hat man es mit einer Diode zu tun. Eine Diode ist demnach eine Halbleiterkomponente, die elektrischen Strom in Gestalt von Ladungstr\u00e4gern (Elektronen) nur in Durchlassrichtung passieren l\u00e4sst und in Sperrrichtung den Stromfluss verhindert. Damit erf\u00fcllt die Diode die Funktion eines elektrischen Ventils.<\/p>\n\n\n\n

Die Entdeckung eines solchen Verhaltens geht auf Ferdinand Braun zur\u00fcck (deutscher Physiker, 1850-1918), der es 1874 bei Experimenten mit Punktkontakten zwischen einer Metallspitze und der metallischen Schwefelverbindung Bleisulfid (Galenit) vorfand.<\/p>\n\n\n\n

Um die Jahrhundertwende erkannten Braun und andere die M\u00f6glichkeit des Einsatzes sogenannter \u201eKristalldetektoren“ als Gleichrichter f\u00fcr die drahtlose Telegrafie. Sie bestanden aus einem nat\u00fcrlichen Kristall, auf den eine Metallspitze aufgesetzt wurde (Bild 2)<\/mark>. F\u00fcr eine ausgepr\u00e4gte Gleichrichterwirkung musste eine g\u00fcnstige Kontaktstelle auf der Kristalloberfl\u00e4che gesucht werden, die bereits bei leichten Ersch\u00fctterungen wieder verloren ging.<\/p>\n\n\n\n

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Der Physiker und Gr\u00fcnder des Halbleiterherstellers Intermetall Herbert Matar\u00e9, der sich um 1943 mit der Erforschung der Eignung von Kristalldetektoren in Zentimeterwellenempf\u00e4ngern (z. B. f\u00fcr Radaranwendungen) besch\u00e4ftigte, fasste zusammen: \u201eKleinste mechanische Einfl\u00fcsse, Temperaturschwankungen und pl\u00f6tzliche Stromst\u00f6\u00dfe verursachen erhebliche \u00c4nderungen der Kennlinie, oft auch g\u00e4nzliche Umkehr des Gleichrichtungssinnes.“ Dennoch erlebten in der Anfangszeit der drahtlosen Telegrafie (ab 1900) und des Radios (ab 1920) Kristalldetektoren mangels Alternativen eine Bl\u00fctezeit, bis sie in den 1920er-Jahren allm\u00e4hlich durch die Elektronenr\u00f6hre verdr\u00e4ngt wurden (Bild 2)<\/mark>.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 2: Ein Kristalldetektor der Firma WISI, der bis Anfang der 1960er Jahre gebaut wurde.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Reale Dioden auf der Grundlage des pn-\u00dcbergangs in entsprechend dotierten Halbleitern sind ersch\u00fctterungsfest und nur in geringem Ma\u00df temperaturabh\u00e4ngig. Sie leiten bei einer zwischen den Anschl\u00fcssen Anode und Kathode anliegenden positiven Spannung und sperren bei einer zwischen Kathode und Anode anliegenden positiven Spannung.<\/p>\n\n\n\n

Die prinzipielle Kennlinie einer Siliziumdiode zeigt Bild 3<\/mark>. In dem xy-Koordinatensystem spannen die Achsen UF, IF den Quadranten I mit dem Durchlassbereich der Diodenkennlinie auf. Der Index F steht hierbei f\u00fcr \u201eForward“ (vorw\u00e4rts). Die Achsen UR, IR spannen den Quadranten III auf, der sich in einen Sperrbereich und daran anschlie\u00dfenden Durchbruchbereich aufteilt. Der Index R steht f\u00fcr \u201eReverse“ (r\u00fcckw\u00e4rts, entgegengesetzt). Man beachte die deutlich unterschiedliche Skalierung der Quadrantenachsen!<\/p>\n\n\n\n

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Bild 3: Typische Kennlinie einer Diode: rechts der Durchlassbereich, links der Sperrbereich<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die Kennlinie im Durchlassbereich weist bis zu einem Knick (bei Siliziumdioden typ. 0,7 V) nur einen minimalen Stromanstieg auf, ist also hochohmig. Steigt die anliegende Spannung UF dar\u00fcber hinaus an, wird die Diode leitend bzw. niederohmig, d. h., die Kennlinie geht steil nach oben. Die Spannung, bei der die Diodenleitung beginnt, nennt man Flussspannung (oder Durchlassspannung, Schleusenspannung, Kniespannung, Schwellenspannung). Sie bezeichnet den Spannungswert, bei dem der Durchlassstrom 10 % seines zul\u00e4ssigen Maximums erreicht. Sie betr\u00e4gt bei Siliziud Dioden ca. 0,7 V, bei Germaniumdioden ca. 0,3 V, bei Gallium-Arsenid-Dioden ca. 1,3 V. Weil die Anzahl der Ladungstr\u00e4ger in einem Halbleiter mit zunehmender Temperatur steigt, ist damit auch eine Zunahme der Leitf\u00e4higkeit verbunden. Das \u00e4u\u00dfert sich in einer Verschiebung der gesamten Kennlinie im Quadranten I nach links, d. h. zu niedrigeren Spannungen. Als N\u00e4herungswert kann f\u00fcr Siliziumdioden -2 mV\/K angenommen werden.<\/p>\n\n\n\n

Im Sperrbereich ist die Diode zun\u00e4chst so hochohmig, dass der Sperrstrom im pA-Bereich liegt. Bei Ann\u00e4herung an einen bestimmten Spannungswert (Durchbruchspannung) beginnt der Sperrwiderstand schnell niederohmig zu werden. Wird in diesem Durchbruchbereich der Durchbruchstrom nicht begrenzt, f\u00fchrt er meist zur Zerst\u00f6rung der Diode. Auch der Sperrstrom weist ein temperaturabh\u00e4ngiges Verhalten auf. Er verdoppelt sich bei einem Temperaturanstieg um 10 K. Bei einer Temperaturerh\u00f6hung um 100 K steigt er demnach auf den tausendfachen Wert.<\/p>\n\n\n\n

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Bild 4<\/mark> zeigt ein Gleichstromersatzschaltbild f\u00fcr eine reale Diode, das den Diffusionsstrom, den Durchbruchstrom, die Sperrschichtkapazit\u00e4t und den Bahnwiderstand ber\u00fccksichtigt. Der Genauigkeit halber sei erw\u00e4hnt, dass eine Diode im Durchlassbereich gar keinen Knickpunkt besitzt. Vielmehr wird dieser durch die lineare Darstellung der durch eine Exponentialfunktion gegebenen Diodenkennlinie nur vorget\u00e4uscht. Seine Lage h\u00e4ngt ganz allein von den gew\u00e4hlten Ma\u00dfst\u00e4ben ab.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 4: Ein grobes Diodenersatzschaltbild, das die physikalischen Eigenschaften einer Diode bereits recht gut wiedergibt.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Gerade im Bereich kleiner Spannungen UF sind aus der Darstellung nach Bild 3<\/mark> die zugeh\u00f6rigen Str\u00f6me nicht vern\u00fcnftig abzulesen. Deshalb findet man in den meisten Datenbl\u00e4ttern von Dioden die Durchlasskennlinien im Bereich des scheinbaren Knickpunkts in halblogarithmischer Form dargestellt. Am Beispiel eines Datenblatts der Dioden 1N4001… 1N4007 des Herstellers Diotec zeigt dies Bild 5<\/mark> f\u00fcr eine Sperrschichttemperatur von Tj = 25 \u00b0C (Tjunction<\/sub>). Da diese bei Str\u00f6men >1 A nur mit massiver K\u00fchlung einzuhalten ist, sollte man als maximalen Durchlassstrom 1 A nicht \u00fcberschreiten.<\/p>\n\n\n\n

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Bild 5: Links eine Diodenkennlinie im Durchgangsbereich mit logarithmiertem Duchlassstrom, rechts in der gewohneten Darstellung mit linearem Duchgangsstrom<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die \u201eIdeale Diode“<\/h2>\n\n\n\n

Aus dem bisher Gesagten und allgemeinen \u00dcberlegungen l\u00e4sst sich leicht ableiten, welche Eigenschaften eine wirklich ideale Diode aufweisen m\u00fcsste. Sie beg\u00e4nne bereits beim \u00dcbergang zu positiven Spannungen zwischen Anode und Kathode UAK mit dem Widerstand 0 Ohm zu leiten. Damit w\u00e4re UAK >0 auch nicht m\u00f6glich und die in Durchgangsrichtung flie\u00dfenden Str\u00f6me k\u00f6nnten unbegrenzt hoch sein.<\/p>\n\n\n\n

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In Sperrrichtung m\u00fcsste die \u201eIdeale Diode“ einen unendlich hohen Widerstand aufweisen, der bis UAK =-\u221e fortbesteht, also keinen Durchbruchswert kennt. All diese Traumeigenschaften sind in Bild 6<\/mark> zusammengefasst. Man sieht, dass die Spannung UAK lediglich auf der negativen Abszissenachse (x) und der Strom lAK nur auf der positiven Ordinatenachse (y) verl\u00e4uft.
Die realen Eigenschaften einer Diode (Schwellenspannung, Leitungswiderstand, Sperrwiderstand und Durchbruchspannung) bewirken das Wandern der verformten Diodenkennline in den 1. und 3. Quadranten, wie in Bild 3<\/mark> gezeigt.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 6: Die Kennlinie einer \u201eIdealen Diode\u201c erstreckt sich \u00fcber die positive Ordinate (Durchlassstrom) und die negative Abszisse (Sperrspannung)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Das Verhalten einer idealen Diode ist in der Realit\u00e4t nicht zu erreichen. Man kann sich ihm aber durch schaltungstechnische Ma\u00dfnahmen mehr oder weniger ann\u00e4hern. Die Grundidee soll anhand von Bild 7<\/mark> erl\u00e4utert werden. Man sieht einen N-Kanal-MOS-FET (enhancement type = Anreicherungstyp, normally OFF), dessen die Anode bildender Source-Anschluss (S) mit dem Eingang (In) eines \u201eIdeale-Diode“-Controllers verbunden ist. Der die Kathode bildende Drain-Anschluss (D) wird an den Ausgang (Out) und das Gate (G) an den Steuerausgang des Controllers angeschlossen. Der Controller hat im Prinzip die Aufgabe eines Komparators. <\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Bild 7: Die \u201eIdeale Diode\u201c bedient sich eines MOSFETs als niederohmigem Schalter f\u00fcr den Stromdurchlass.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Ist die Eingangsspannung gr\u00f6\u00dfer als die Ausgangsspannung, wird der NMOS-FET leitend, andernfalls sperrt er und verhindert dadurch einen Stromfluss von der Kathode (Drain) zur Anode (Source). Ideal-Dioden-Controller-ICs mit externen FETs sind f\u00fcr Nennstr\u00f6me bis 5 A und einer Nennspannung bis 80 V verf\u00fcgbar. Die im NMOS-FET eingezeichnete Diode ist eine sogenannte Body-Diode, die aus dem strukturellen Aufbau des FETs parasit\u00e4r infolge des pn-\u00dcbergangs zwischen Substrat (Body) und Drain folgt. Wird bei der Herstellung des NMOS-FETs sein Substrat mit dem Sourceanschluss verbunden, liegt die Body-Diode mit ihrer Anode am Source-Anschluss und mit der Kathode am Drain-Anschluss in Stromflussrichtung.<\/p>\n\n\n\n

Wir sehen also, dass eine \u201eIdeale Diode“ einen Leistungsschalter mit m\u00f6glichst kleinem On-Widerstand verwendet, wodurch die in ihm erzeugte Verlustleistung als Produkt aus Spannungsabfall \u00fcber dem und Strom durch den Schalter minimiert werden kann.<\/p>\n\n\n\n

Um diesem Ziel n\u00e4her zu kommen, k\u00f6nnte man auch eine normale Diode durch eine Schottky-Diode ersetzen. Deren geringere Flussspannung bei einem Strom von 1 A von typ. 0,4 V bei 1 A gegen\u00fcber etwa 1 V bei der Siliziumdiode ist schon beachtlich. Eine \u201eIdeale Diode“ reduziert den Spannungsfall bei gleichem Strom jedoch unter 100 mV, was besonders bei kleinen Versorgungsspannungen von Bedeutung ist. Nicht zu vergessen ist die Tatsache, dass Schottky-Dioden f\u00fcr den genannten Strombereich Sperrstr\u00f6me von etwa 1 mA gegen\u00fcber weniger als 1 \u00b5A bei \u201eIdealen Dioden“ aufweisen, was die Akkulaufzeit f\u00f6rdert.<\/p>\n\n\n\n

Kein 1:1-Diodenersatz!<\/h2>\n\n\n\n

Zu beachten ist, dass \u201eIdeale Dioden“ normale Dioden nicht f\u00fcr die Gleichrichtung einer Wechselspannung oder gar f\u00fcr Hochfrequenzzwecke ersetzen k\u00f6nnen. In Anwendungen als Br\u00fcckengleichrichter auf der Sekund\u00e4rseite eines 50-Hz-Transformators sind konventionelle Dioden nach wie vor besser geeignet.<\/p>\n\n\n\n

Als rein \u00e4u\u00dferlicher Unterschied f\u00e4llt auf, dass die \u201eIdeale Diode neben den beiden Anschl\u00fcssen Anode und Kathode weitere aufweist, \u00fcber die der Controller mit Strom versorgt und aktiviert werden kann (enable) und der Kondensator f\u00fcr die interne Ladungspumpe zur GateAnsteuerung angeschlossen wird. In den folgenden drei Hauptanwendungen k\u00f6nnen \u201eIdeale Dioden“ jedoch punkten:<\/p>\n\n\n\n

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  1. Als Verpolungsschutz zwischen einer Batterie oder einem Netzteil und einem dar\u00fcber betriebenen Ger\u00e4t. Dazu ist die \u201eIdeale Diode“ in die Versorgungsleitung zwischen Batterie und Anwendungsschaltung einzuf\u00fcgen.<\/li>\n\n\n\n
  2. Um in redundanten Stromversorgungen in einer ODER-Anordnung (ORing) mehrere alternative Stromquellen mit der Last zu verbinden und dadurch die Zuverl\u00e4ssigkeit des Betriebs zu steigern.<\/li>\n\n\n\n
  3. Zur Auswahl zwischen einem Ger\u00e4teakku und dessen Ladeger\u00e4t, ebenfalls mit einer ODER-Anordnung, wie sie in Handys und anderen mobilen Ger\u00e4ten erforderlich ist.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

    Bei den genannten Anwendungen lassen sich gleichzeitig Schutzfunktionen gegen \u00fcberh\u00f6hte Spannung an Ein- und Ausgang und Temperatur in die \u201eIdeale Diode“ integrieren. Ein einfaches Schaltungsbeispiel mit zwei MAX40200<\/a>, die der Hersteller Analog Devices als \u201eUltra-Tiny-Micropower, 1 A Ideal Diode with Ultra-Low Voltage Drop“ bezeichnet, zeigt Bild 8<\/mark>. Darin wird ein mobiles Ger\u00e4t mit einem Stromverbrauch von 1 A an einem Akku mit einer Kapazit\u00e4t von 1 Ah bei ca. 3 V \u00fcber eine \u201eIdeale Diode“ MAX40200 betrieben. Vorteilhaft sind der integrierte MOSFET, die winzigen Abmessungen und ein Preis von je nach Quelle und St\u00fcckzahl unter 1 \u20ac\/St\u00fcck, was die Entscheidung gegen Standard- oder Schottky-Dioden erleichtert.<\/p>\n\n\n\n

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    Bild 8: Mit zwei \u201eIdealen Dioden\u201c MAX40200 l\u00e4sst sich problemlos eine Ladeschaltung f\u00fcr ein mobiles Ger\u00e4t zum Betrieb \u00fcber Akku und am Netzger\u00e4t realisieren.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    W\u00e4hrend eine Schottky-Diode bei 1 A einen Spannungsabfall von 0,36 V aufweist, sind es beim MAX40200 nur 0,09 V! Die Differenz von 0,27 V ergibt eine Einsparung von 0,27 Wh. Somit l\u00e4uft das Ger\u00e4t bei einem Maximalstrom von 1 A um eine ganze Viertelstunde l\u00e4nger. Doppelt so gro\u00df w\u00e4re die Einsparung gegen\u00fcber der Verwendung normaler Siliziumdioden!<\/p>\n\n\n\n

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    Parallelschaltung von \u201eIdealen Dioden“: Wenn der Maximalstrom von 1 A, den eine einzelne \u201eIdeale Diode“ MAX40200 f\u00fchren kann, nicht f\u00fcr die vorgesehene Anwendung ausreicht, gibt es eine einfache Methode, diesen Strom zu vervielfachen. Dazu schaltet man einfach mehrere MAX40200 parallel. Bild 9<\/mark> demonstriert das am Beispiel von vier \u201eIdealen Dioden“. Der Verlauf der Vorw\u00e4rtsspannungen bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen bleibt dabei im Prinzip unver\u00e4ndert, reicht aber nun bis zum vierfachen Vorw\u00e4rtsstrom (Bild 10)<\/mark>.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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    Bild 9: Durch Parallelschaltung von \u201eIdealen Dioden\u201c l\u00e4sst sich der Ausgangsstrom problemlos erh\u00f6hen.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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    Bild 10: Die prinzipielle Gestalt der Kennlinien \u00e4ndert sich nicht durch die Parallelschaltung.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Anwendung \u201eIdealer Dioden“ in ELV Produkten<\/h2>\n\n\n\n
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    Im ELVjournal 6\/2023 wurde der Bausatz ELV Smart Home Sensor Base<\/a> vorgestellt, mit dem sich zahlreiche Sensoren aus dem ELV-Modulsystem in das ELV Smart-Home-System Homematic IP einbinden lassen (Bild 11)<\/mark>.
    Die Versorgung der Base ELV-SH-BM-S erfolgt entweder aus einem der Powermodule des ELV-Modulsystems \u00fcber die Buchsenleiste J2, Pin 15 oder bei Verwendung des USB-Anschlusses aus dem internen Spannungsregler des USB-UART-Converters (U1, Pin 6).<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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    Bild 11: Auch in ELV Produkten, bei denen es auf sparsamen Umgang mit Versorgungsenergie ankommt, k\u00f6nnen \u201eIdeale Dioden\u201c einen wichtigen Beitrag leisten.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

    Die Spannung wird dabei \u00fcber die \u201eIdeale Diode“ LM66100<\/a> des Herstellers Texas Instruments U4 (VIN, Pin 1) geleitet, die als Schutzschaltung dient und bei Verwendung eines Powermoduls den R\u00fcckfluss zum USB-UART-Converter verhindert. Sollte auf der Ausgangsseite von U4 (VOUT, Pin 6) eine h\u00f6here Spannung als auf der Eingangsseite (VIN, Pin 1) anliegen, wird die Verbindung zum USB-UART-Converter gesperrt.<\/p>\n\n\n\n

    F\u00fcr das tiefere Verst\u00e4ndnis dieses Mechanismus soll auf die Funktionsweise des USB-C-Anschlusses eingegangen werden. Bild 12<\/mark> zeigt die Belegung seiner Kontakte und verdeutlicht, dass es gleichg\u00fcltig ist, wie der Stecker bei der Einf\u00fchrung in die Buchse orientiert ist – er trifft stets auf Kontakte mit der gleichen Funktion.<\/p>\n\n\n\n

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    Bild 12: Unabh\u00e4ngig davon, wie der USB-CStecker in die USB-C-Buchse eingef\u00fchrt wird \u2013 er wird immer mit den gleichen Kontakten verbunden.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Die alternative Versorgung der Sensor Base ist in Bild 13<\/mark> nachzuvollziehen. Sie kann entweder \u00fcber die USB-Buchse erfolgen oder \u00fcber ein Powermodul. Vorteilhaft gegen\u00fcber einer konventionellen Diode ist, wie vorstehend ausf\u00fchrlich beschrieben, die Verwendung einer \u201eIdealen Diode“ aufgrund ihres viel geringeren Spannungsabfalls. W\u00e4hrend bei einer Schottky-Diode typischerweise weniger als 0,3 V oder bei einer Siliziumdiode 0,7 V abfallen, wird bei der \u201eIdealen Diode“ der Spannungsabfall nur durch den Kanalwiderstand RDSon<\/sub> des MOSFET bestimmt, er liegt in diesem Fall bei ca. 0,02 V. Dementsprechend geringer ist auch die in der leitenden Diode auftretende Verlustleistung, was bei drahtlosen Anwendungen z. B. nach dem LoRaWAN\u00ae-Protokoll wegen der l\u00e4ngeren Batterielebensdauer ein gro\u00dfer Vorteil ist.<\/p>\n\n\n\n

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    Bild 13: Die Stromversorgung der Sensor Base erfolgt entweder \u00fcber die USB-CBuchse oder ein Powermodul.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Fazit<\/h2>\n\n\n\n

    Eine \u201eIdeale Diode“ ist kein universeller Ersatz f\u00fcr herk\u00f6mmliche Dioden. Wenn es aber darauf ankommt, Str\u00f6me in eine Richtung mit geringsten Spannungsverlusten im Durchlassbereich zu leiten und in Sperrrichtung bis auf winzige Leckstr\u00f6me zu unterdr\u00fccken, ist die \u201eIdeale Diode“ die richtige Wahl. F\u00fcr das Energiemanagement in drahtlosen, batteriebetriebenen Elementen des \u201eSmart Grid“ ist sie unverzichtbar.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Die \u201eIdeale Diode\u201c erm\u00f6glicht Stromfluss mit minimalen Verlusten und sch\u00fctzt zuverl\u00e4ssig vor R\u00fcckstr\u00f6men. In diesem Beitrag erfahren Sie, wie sie funktioniert, welche Vorteile sie gegen\u00fcber klassischen Dioden bietet und in welchen Anwendungen \u2013 vom Verpolungsschutz bis zum Smart Grid \u2013 sie unverzichtbar ist.<\/p>\n","protected":false},"author":30,"featured_media":5633,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[171],"tags":[1223,1221,1222,1220,1224,1219],"post-author":[57],"class_list":["post-5151","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-technik-wissen","tag-dioden-grundlagen","tag-mosfet-schaltung","tag-oring-stromversorgung","tag-schottky-diode-vergleich","tag-smart-grid-bauteile","tag-verpolungsschutz","post-author-karsten-jungk"],"acf":[],"info":{"thumbnail":{"url":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-content\/uploads\/header_bauteile_t1.jpg","alt":""},"teaserImage":{"ID":5634,"id":5634,"title":"liste-beitrag_bauteile_t1_neu","filename":"Liste-Beitrag_bauteile_t1_neu.jpg","filesize":57052,"url":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-content\/uploads\/Liste-Beitrag_bauteile_t1_neu.jpg","link":"https:\/\/de.elv.com\/elvjournal\/innovative-bauteile-ideale-diode\/liste-beitrag_bauteile_t1_neu\/","alt":"","author":"5","description":"","caption":"","name":"liste-beitrag_bauteile_t1_neu","status":"inherit","uploaded_to":5151,"date":"2025-10-10 11:30:30","modified":"2025-10-10 11:30:30","menu_order":0,"mime_type":"image\/jpeg","type":"image","subtype":"jpeg","icon":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-includes\/images\/media\/default.png","width":433,"height":274,"sizes":{"thumbnail":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-content\/uploads\/Liste-Beitrag_bauteile_t1_neu-250x250.jpg","thumbnail-width":250,"thumbnail-height":250,"medium":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-content\/uploads\/Liste-Beitrag_bauteile_t1_neu-300x190.jpg","medium-width":300,"medium-height":190,"medium_large":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-content\/uploads\/Liste-Beitrag_bauteile_t1_neu.jpg","medium_large-width":433,"medium_large-height":274,"large":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-content\/uploads\/Liste-Beitrag_bauteile_t1_neu.jpg","large-width":433,"large-height":274,"1536x1536":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-content\/uploads\/Liste-Beitrag_bauteile_t1_neu.jpg","1536x1536-width":433,"1536x1536-height":274,"2048x2048":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-content\/uploads\/Liste-Beitrag_bauteile_t1_neu.jpg","2048x2048-width":433,"2048x2048-height":274,"gform-image-choice-sm":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-content\/uploads\/Liste-Beitrag_bauteile_t1_neu.jpg","gform-image-choice-sm-width":300,"gform-image-choice-sm-height":190,"gform-image-choice-md":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-content\/uploads\/Liste-Beitrag_bauteile_t1_neu.jpg","gform-image-choice-md-width":400,"gform-image-choice-md-height":253,"gform-image-choice-lg":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-content\/uploads\/Liste-Beitrag_bauteile_t1_neu.jpg","gform-image-choice-lg-width":433,"gform-image-choice-lg-height":274}},"categories":[{"id":171,"name":"Technik-Wissen","slug":"technik-wissen"}],"authors":[{"id":57,"name":"Karsten Jungk","slug":"karsten-jungk"}],"document":false,"epaper":"","date":"30. 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