Wenn ein Widerstand in Sperrrichtung angeschlossen ist, fließt der Strom durch ihn?

Wenn in der Elektronik ein Widerstand in Sperrrichtung geschaltet ist, fließt normalerweise kein Strom im herkömmlichen Sinne durch ihn. Widerstände sind passive Komponenten, die dem Stromfluss Widerstand leisten und deren Verhalten sich je nach Polarität der an ihnen angelegten Spannung nicht wesentlich ändert. Unabhängig davon, ob ein Widerstand in Vorwärtsrichtung (positiv zur Anode, negativ zur Kathode) oder in Sperrrichtung (positiv zur Kathode, negativ zur Anode) in einem Stromkreis angeschlossen ist, leitet er den Strom nicht auf die gleiche Weise wie ein aktiver Widerstand Komponenten wie Dioden oder Transistoren.

Wenn dagegen eine Diode in Sperrichtung vorgespannt ist, also die Anode mit der negativen Seite der Spannungsquelle und die Kathode mit der positiven Seite verbunden ist, fließt im Idealfall kein Strom durch sie. Dies liegt daran, dass die Sperrvorspannung dazu führt, dass sich der Verarmungsbereich der Diode erweitert, wodurch sich ihr Widerstand gegenüber dem Stromfluss erhöht. Während aufgrund von Minoritätsträgern ein kleiner Leckstrom auftreten kann, ist dieser in den meisten praktischen Anwendungen normalerweise vernachlässigbar. Die Hauptfunktion einer in Sperrrichtung vorgespannten Diode besteht darin, den Stromfluss in Rückwärtsrichtung zu blockieren, um sicherzustellen, dass die Schaltung ordnungsgemäß funktioniert und unbeabsichtigte Strompfade verhindert werden.

Was den Stromfluss durch einen Widerstand betrifft, so bewegt sich der Strom vom höheren Potenzial (positive Spannungsseite) zum niedrigeren Potenzial (negative Spannungsseite), wenn der Widerstand in Vorwärtsrichtung betrieben wird. Dieser Fluss wird durch die Spannungsdifferenz am Widerstand angetrieben und folgt dem Ohmschen Gesetz, wobei der Strom (I) gleich der Spannung (V) geteilt durch den Widerstand (R) ist, ausgedrückt als I = V/R. Da es sich bei Widerständen um passive Komponenten ohne intrinsische Ausrichtung des Stromflusses handelt, fließt bei umgekehrter Vorspannung unabhängig von der Polarität der angelegten Spannung kein nennenswerter Strom durch sie.

Der Grund dafür, dass kein Strom mehr fließt, wenn eine Diode in Sperrrichtung vorgespannt ist, liegt in der Ausweitung des Verarmungsbereichs innerhalb der Diode. Bei Vorspannung in Vorwärtsrichtung leitet die Diode den Strom problemlos, da die angelegte Spannung die Breite des Verarmungsbereichs verringert und den Durchgang von Ladungsträgern ermöglicht. Bei umgekehrter Vorspannung vergrößert die angelegte Spannung jedoch die Breite des Verarmungsbereichs, wodurch die Impedanz der Diode effektiv erhöht wird und ein erheblicher Stromfluss verhindert wird. Diese Eigenschaft macht Dioden für Anwendungen nützlich, bei denen die Steuerung der Stromflussrichtung von entscheidender Bedeutung ist, wie z. B. Gleichrichter in Netzteilen und Signalmodulation in elektronischen Schaltkreisen.