Eine Diode (gleich ob als Halbleiter- oder in der Röhrenversion) besteht aus einer Anordnung mit zwei Elektroden. Die eine sendet Elektronen aus (Kathode), die andere sammelt sie wieder ein (Anode). Da die Elektronen in einer Diode nur von der Kathode zur Anode fliegen können, Leitfähigkeit also nur für eine Stromrichtung besteht, wirkt die Diode als Gleichrichter.
Nun sind aber die handelsüblichen Dioden (Halbleiter, Röhren) alles andere als ideale Gleichrichter, denn diese würde quasi ohne irgendwelche Verluste arbeiten und würden wirklich hunderprozentig sperren, wenn diese in Sperrrichtung geschaltet würden. In der Praxis wird der Strom natürlich durch den Innenwiderstand der Quelle und den Verbraucherwiderstand (Last) begrenzt. Und wie es nun einmal so ist, fällt an jeder Diode mehr oder weniger viel Spannung ab, d.h. sie ist selber ein Verbraucher.
Eine Röhrendiode besteht aus einer direkt (z.B. GZ34) oder indirekt (z.B. EZ81) geheizten Kathode (Emitter) und einer Anode (Kollektor), welche in einem Vakuum (aus bestimmten Gründen vermeide ich das Wörtchen »evakuiert«) untergebracht sind. Wenn die Kathode die ihr gemässe Betriebstemperatur durch Heizung erreicht hat, werden von der Kathodenoberfläche Elektronen emittiert, die eine negative Raumladungswolke zwischen Kathode und Anode bilden. Legt man nun an die Anode ein Potenzial, das positiv gegen die Kathode ist, so werden Elektronen von der Raumladungswolke abgezogen und wandern als Anodenstrom zur Anode. Je grösser die positive Anodenspannung ist, um so grösser ist auch der Anodenstrom durch die Röhre (zu jeder Anodenspannung gehört ein ganz bestimmter Anodenstrom).
Wird die Anodenspannung sehr hoch gewählt, stellt sich ein Zustand ein, bei dem die gesamte Elektronenwolke von der Anode angezogen wird. Alle von der Kathode emittierten Elektronen gelangen jetzt unmittelbar zur Anode. Eine weitere Erhöhung der Anodenspannung ruft keine Steigerung der Elektronenemission mehr hervor, da die Emissionsfähigkeit der Kathode nur von ihrer Temperatur, nicht aber von der Anodenspannung abhängt. Es tritt eine Sättigung ein.
Für die Praxis bedeutet dies, dass Röhrendioden nur innerhalb des Raumladebereichs ihrer Kennlinie betrieben werden sollten, um Schäden an der Kathode zu vermeiden und den Spannungsabfall in vernünftigen Grenzen zu halten.
Wird die Röhrendiode in Sperrichtung betrieben, so besitzt diese einen sehr hohen Sperrwiderstand in der Grössenordnung von 100 bis 1.000MΩ. Im Gegensatz zur Halbleiterdiode ist damit praktisch nur eine Stromrichtung möglich (bestimmte Schaltungstricks lassen sich also nur mit Halbleiterdioden realisieren, die den geringeren Sperrwiderstand ausnutzen).
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