Schaltdiode

Schalterdioden sind Halbleiterdioden, die in elektronischen Schaltungen dazu verwendet werden, für Wechselspannungen schaltbare Verbindungen herzustellen. Die Funktion einer Schalterdiode beruht darauf, dass eine Diode in Durchflussrichtung (Vorwärtsrichtung) einen geringen differentiellen Widerstand hat, also für kleine Wechselspannungen gut leitet, bei Anlegen einer Gleichspannung in Sperrrichtung einen extrem hohen Widerstand und nur eine geringe Kapazität hat, also sperrt. Es wird also ein Wechselspannungssignal dadurch geschaltet, dass an die Diode Gleichspannung (bzw. in Vorwärtsrichtung Gleichstrom) angelegt wird.

Schalterdioden werden beispielsweise in Tunern dazu verwendet, verschiedene Frequenzbereiche einzustellen, indem Spulen zu Schwingkreisen dazugeschaltet werden. Schalterdioden haben gegenüber mechanischen Schaltern (bzw. Relais) den Vorteil höherer Schaltgeschwindigkeit und geringerer Fehleranfälligkeit (kein mechanischer Verschleiß).

Anforderungen an Schalterdioden sind kleine Sperrschichtkapazität und geringer differentieller Widerstand in Vorwärtsrichtung. Für die zweite Anforderung ist ein relativ hoher Strom in Vorwärtsrichtung nötig, da der differentielle Widerstand einer Diode umgekehrt proportional zum Strom ist. Allerdings kann für hohe Frequenzen ein geringerer differentieller Widerstand erreicht werden, wenn die Lebensdauer der Ladungsträger in der Diode lang genug ist, also die Diode sozusagen „zu langsam“ für diese Frequenz ist. In dieser Eigenschaft unterscheiden sich Schalterdioden (z. B. BA243, BA244) deutlich von Universaldioden bzw. Schaltdioden mit geringer Sperrschichtkapazität (z. B. 1N4148).

Im Gegensatz zu Schalterdioden (engl. diode switches) bedeutet der Begriff Schaltdiode (engl. „switching diode“) die Anwendung einer Diode, bei der das angelegte Signal selbst bestimmt, ob es durchgeschaltet wird oder nicht, je nach seiner Spannung (z. B. Aufbau von Logik-Gattern mit Dioden). Als Schaltdioden eignen sich am besten solche Dioden, die rasch zwischen Vorwärts- und Sperrbetrieb umschalten können (engl. fast-recovery diode), also geringe Lebensdauer der Ladungsträger haben (das Gegenteil sind Ladungsspeicherdioden).