Es würde sich lohnen, die Geschichte mit Edison zu beginnen. Dieser neugierige Mann der Wissenschaft experimentierte mit seiner Glühbirne, um neue Höhen in der elektrischen Beleuchtung zu erreichen, und erfand versehentlich eine Diodenlampe. Im Vakuum verließen die Elektronen die Kathode und wurden räumlich getrennt zur zweiten Elektrode getragen. Zu dieser Zeit war wenig über die Stromkorrektur bekannt, aber die patentierte Erfindung fand schließlich ihre Anwendung. Damals wurde die Strom-Spannungs-Kennlinie benötigt. Aber das Wichtigste zuerst.
Volt-Ampere-Charakteristik jedes elektronischen Geräts - sowohl Vakuum als auch Halbleiter - hilft zu verstehen, wie sich das Gerät verhält, wenn es in einen elektrischen Stromkreis eingebunden wird. Tatsächlich ist dies die Abhängigkeit des Ausgangsstroms von der an das Gerät angelegten Spannung. Der von Edison erfundene Diodenvorläufer soll negative Spannungswerte abschneiden, wobei es streng genommen auf die Anschlussrichtung des Geräts an der Sch altung ankommt, aber dazu ein andermal mehr, um den Leser nicht zu langweilen unnötige Details.
Die Strom-Spannungs-Kennlinie einer idealen Diode ist also ein positiver Ast der mathematischen Parabel, die den meisten aus dem Schulunterricht bekannt ist. Strom durch ein solches Gerät kann nur in eine Richtung fließen. Natürlich ist das Ideal anders als das wirkliche Leben, und in der Praxis gibt es bei negativen Spannungswerten immer noch einen parasitären Strom, der als Rückwärts (Leckstrom) bezeichnet wird. Es ist deutlich geringer als der Nutzstrom, der als direkt bezeichnet wird, aber dennoch sollte man die Unvollkommenheit echter Geräte nicht vergessen.
Die Vakuumtriode unterscheidet sich von ihrem jüngeren Pendant mit zwei Elektroden durch das Vorhandensein eines Steuergitters, das den mittleren Querschnitt der Vakuumflasche quer blockiert. Die Kathode mit einer speziellen Beschichtung, die die Trennung von Elektronen von ihrer Oberfläche erleichtert, diente als Quelle für Elementarteilchen, die von der Anode aufgenommen wurden. Der Fluss wurde durch die an das Gitter angelegte Spannung gesteuert. Die Strom-Spannungs-Charakteristik einer Vakuum-Triodenlampe ist der einer Diode sehr ähnlich, jedoch mit einer großen Klarstellung. Abhängig von der Spannung an der Basis ändert sich der Koeffizient der Parabel und man erhält eine Linienschar ähnlicher Form.
Im Gegensatz zu einer Diode arbeiten Trioden mit positiven Spannungen zwischen Kathode und Anode. Die gewünschte Funktionalität wird durch Manipulation der Netzspannung erreicht. Und schließlich muss noch eine letzte Klarstellung vorgenommen werden. Da die Kathode eine endliche Fähigkeit hat, Elektronen zu emittieren, hat jede Kennlinie einen Sättigungsbereich, in dem eine weitere Erhöhung der Spannung nicht mehr zu einer Erhöhung der Spannung führtAusgangsstrom.
Trotz der unterschiedlichen Art und Wirkungsweise unterscheidet sich die Strom-Spannungs-Kennlinie des Transistors nicht allzu sehr von der Triode, nur die Steilheit der Parabel ist relativ groß. Deshalb wurden Röhrensch altungen nach reiflicher Überlegung oft auf Halbleiterbasis übertragen. Die Reihenfolge der physikalischen Größen ist unterschiedlich, Transistoren verwenden unvergleichlich niedrigere Versorgungsspannungen. Darüber hinaus können Halbleiterbauelemente sowohl mit positiven als auch mit negativen Spannungen betrieben werden, was Designern mehr Freiheit beim Entwerfen von Sch altkreisen gibt.
Um die Anforderungen für die Übertragung fertiger Lösungen vollständig zu erfüllen, wurden auch Geräte mit photoelektrischem Effekt erfunden. Wenn die Lampen ihre äußere Vielf alt nutzten, funktioniert die verbesserte elementare Basis aus offensichtlichen Gründen zwar auf der Grundlage des inneren photoelektrischen Effekts. Die Strom-Spannungs-Kennlinie des Photoeffekts unterscheidet sich dadurch, dass sich der Wert des Ausgangsstroms je nach Beleuchtung verschiebt. Je höher die Intensität des Lichtstroms, desto größer der Ausgangsstrom. So funktionieren Fototransistoren und Fotodioden verwenden einen Rückwärtsstromzweig. Dies hilft bei der Entwicklung von Geräten, die Photonen einfangen und von externen Lichtquellen gesteuert werden.
