Was ist eine Siliziumdiode?
Eine Siliziumdiode ist ein Halbleiter mit positiver und negativer Polarität, bei dem elektrischer Strom in eine Richtung fließen kann, während er in einer anderen Richtung begrenzt wird. Das Element Silizium wirkt in seiner reinen Form als elektrischer Isolator. Damit es Strom leiten kann, werden ihm winzige Mengen anderer Elemente hinzugefügt - ein Vorgang, der als Doping bezeichnet wird. Diese machen das geladene Halbleitermaterial zum Bau von Siliziumdioden, die dann unter anderem in Radios, Computern, Wechselstrom-Gleichstrom-Stromversorgungen (AC / DC) und als Temperatur- und Strahlungssensoren verwendet werden.
Wenn eine Siliziumdiode hergestellt wird, hat sie sowohl eine positive als auch eine negative Seite und eine Verbindung zwischen den beiden, die als pn-Übergang bekannt ist . Die zwei unterschiedlich geladenen Seiten sind das Ergebnis von unterschiedlichen Elementen, die dem Silizium hinzugefügt werden. Die als Anode bekannte positive Seite aus p-Typ-Silizium ist mit Bor oder Gallium dotiert. Ihre Atomstruktur bildet zusammen mit dem Silizium die positive Ladung. Durch Zugabe von Phosphor oder Arsen entsteht auf ähnliche Weise die Negativkathode aus n-Silicium.
Die Siliziumdiodenspannung hat eine Vorwärtsvorspannung von 0,7 Volt. Dies bedeutet, dass 0,7 Volt benötigt werden, um die Diode zu versorgen. Sobald diese Energiemenge es passiert, leitet es elektrischen Strom über seinen pn-Übergang. Es verhindert auch, dass der meiste Strom in umgekehrter Richtung fließt. Jede Siliziumdiode hat eine maximale Spannung, die umgekehrt angelegt werden kann, bevor sie ausfällt. Dies neigt dazu, mindestens 50 Volt oder mehr zu betragen.
In gewisser Weise kann die Diode als elektrisches Rückschlagventil angesehen werden, da sie überschüssige Energie weiterleitet, im Allgemeinen jedoch keine messbare Menge in umgekehrter Richtung zurücklässt. Tatsächlich kann eine sehr kleine Strommenge in umgekehrter Richtung durch die Diode fließen, aber es ist so klein, dass ein Stromausfall von dieser Menge typischerweise selten ist.
Da eine Siliziumdiode im Allgemeinen nur den Stromfluss in eine Richtung zulässt, kann sie verwendet werden, um andere Geräte in einem Schaltkreis, z. B. Transistoren, davor zu schützen, zu viel Strom zu erhalten und durchzubrennen. Zusätzlich können speziell konfigurierte Siliziumdioden, sogenannte Zenerdioden , verwendet werden, um eine feste Spannung aufrechtzuerhalten. Diese sollen bei Bedarf absichtlich etwas Strom nach hinten leiten, um eine genaue Menge davon fließen zu lassen.