IVKennlinie

IV-Kennlinie, auch I-V-Kennlinie genannt, bezeichnet die Beziehung zwischen Strom I und Spannung V in einem elektrischen Bauteil, einer Schaltung oder einem System. Sie wird in der Regel als Kurve dargestellt, bei der der Strom auf der y-Achse und die Spannung auf der x-Achse abgetragen wird. Die Kennlinie liefert eine charakteristische Beschreibung des Leitungs- oder Leitungsverhaltens eines Elements und dient der Charakterisierung, Modellierung und Auslegung.

Das Erscheinungsbild der IV-Kennlinie hängt stark vom Bauteil ab. Widerstände zeigen eine lineare, durch den Ursprung verlaufende Kennlinie gemäß Ohmschem Gesetz. Dioden weisen im Vorderbereich eine exponentielle Zunahme des Stroms mit der Spannung auf und verzeichnen einen kurzen, steilen Anstieg bei Durchbruch oder geringer Umkehrspannung. Transistoren (z. B. Bipolar- oder Feldeffekttransistoren) haben komplexere Kennlinien mit verschiedenen Betriebsarten (Sättigung, aktiver Region) und gelten je nach Bauelement als Spannungs- oder Strom-gesteuert. Solarzellen und Photodioden liefern unter Beleuchtung eine I-V-Kennlinie, die Informationen über Kurzschlussstrom, Leerlaufspannung, Leistungskennwerte und Wirkungsgrad enthält.

Wichtige Merkmale sind der Knick- bzw. Kniebereich, die minimale bzw. maximale Spannung (Durchlasspotential oder Durchbruchspannung), der Leckstrom im Sperrbereich, der differenzielle Widerstand sowie bei nichtlinearen Bauteilen Parameter wie Is (Sättigungsstrom) und die idealisierte Shockley-Gleichung für Dioden. Die IV-Kennlinie wird durch Messungen mit entsprechenden Prüforten (z. B. Source-Measure-Unit, Kurven-Tracer) gewonnen, indem Spannung oder Strom systematisch variiert werden.

Anwendungen umfassen Bauteil- und Device-Charakterisierung, Modellierung in Schaltungen (SPICE-Modelle), Qualitätskontrolle, Zuverlässigkeitsuntersuchungen sowie die Bestimmung von Leistungsparametern wie Voc, Isc, Faltungsfaktor (FF) und Wirkungsgrad bei Solarzellen.