Wat zijn de basisprincipes van diodeconstructie?

Diodeconstructie volgt een paar zeer eenvoudige richtlijnen. In zijn eenvoudigste vorm beweegt elektriciteit in een anode via een halfgeleider en via een kathode naar buiten. Vanwege de constructie van de diode zelf, kan elektriciteit niet teruggaan door de structuur, wat een gemiddelde diode in één richting maakt. Hoewel er veel versies van diodes zijn, zijn de meeste kleine variaties op dit basismodel.

Wanneer stroom door een diode stroomt, kan deze maar één kant op. Dit is typisch van de anode tot de kathode en daarbuiten, maar niet altijd. In elke situatie waarin het apparaat de stroom inschakelt, werkt dit apparaat zo. Als het item stroom genereert, gaat de stroom de andere kant op. Dit tweede geval is ongebruikelijk en brengt veel mensen ertoe te geloven dat standaarddiodes altijd unidirectioneel zijn, een veel voorkomende misvatting bij de constructie van diodes.

In een normale situatie en met een standaard diodeconstructie zou de eerste oppervlaktespanning de anode zijn. Dit is een metalen connector, vaak gemaakt van zink, aan de buitenkant van de diode. Het trekt positief geladen anionen en trekt er spanning in.

Binnen de diode loopt de stroom in een halfgeleidend materiaal. Deze fase van de diodeconstructie gebruikt typisch silicium of germanium, maar soms worden ook andere materialen gebruikt. De halfgeleider bestaat uit twee zones die elk zijn gedoteerd. Doping is een methode om extra materiaal aan een halfgeleider toe te voegen om de eigenschappen ervan te wijzigen.

Het eerste gebied wordt een p-type halfgeleider genoemd. Dit gebied was gedoteerd met een metaalachtige substantie zoals boor of aluminium. Dit geeft het gebied een enigszins positieve lading en helpt elektriciteit uit de anode te trekken.

Het tweede gebied van de halfgeleider is van het n-type. Deze sectie kan worden gedoteerd met een breed scala aan metalen, meestal afhankelijk van waaruit de basis halfgeleider is gemaakt. Twee van de meest voorkomende doteermiddelen voor een n-type zijn fosfor en arseen. Deze metalen geven de halfgeleider een lichte negatieve lading.

Er is een kloof tussen het p-type en het n-type halfgeleiders, waardoor een van de belangrijkste varianties in de diodeconstructie ontstaat. Deze zone kan een kleine fysieke opening bevatten, secundaire systemen zoals die in een lichtemitterende diode of gewoon materialen die de manier waarop de diode functioneert veranderen. Een gebruikelijk aanvullend materiaal is een niet-gedoteerde laag van de basishalfgeleider, een intrinsieke laag genoemd. Dit is de samenstelling van de PiN-diode.

Het laatste gedeelte van de diodeconstructie is de kathode. Deze connector is de match voor de anode. Een kathode is van metaal, vaak koper, en trekt in negatief geladen kationen. Dit verplaatst de stroom uit de diode naar het aangesloten systeem.