Wat is het verschil tussen diodes, anodes en kathoden?
Een halfgeleidende diode is een basiscomponent van een groot aantal elektrische systemen. Deze componenten hebben twee terminals - een die elektriciteit opneemt en een die het eruit laat. Dit proces werkt op één manier; als een terminal elektriciteit opneemt, laat deze de stroom niet door. De kathode is het deel van een diode waarmee stroom kan wegvloeien, en een anode is het deel dat het mogelijk maakt om erin te stromen. Het is de combinatie van deze twee elementen waardoor de diode kan functioneren.
De fysieke constructie van een diode varieert enigszins op basis van de reden voor het gebruik, maar bepaalde factoren blijven hetzelfde. De diode heeft twee terminals, een kathode en een anode, die verbonden zijn door een kleine hoeveelheid halfgeleidend materiaal. Dit materiaal is typisch silicium, maar een breed scala aan verschillende materialen kan worden gebruikt. Het gehele samenstel is omgeven door een glazen of plastic omhulling. Diodes kunnen elke grootte hebben en hoewel de meeste diodes niet erg groot zijn, kunnen ze bijna microscopisch klein zijn.
De anode neemt elektriciteit op. Deze terminal dankt zijn naam aan de negatief geladen anionen die er naartoe bewegen tijdens een veel voorkomende elektrochemische reactie. De lading van de anode varieert op basis van de functie van het apparaat. Als het apparaat stroom gebruikt, is de lading negatief en als het stroom levert, is de lading positief. Door deze polariteitsverschuiving kan elektriciteit goed van de terminal stromen.
Een kathode is in wezen het tegenovergestelde van een anode. Met de kathode kan er stroom uit het apparaat stromen. Deze terminal dankt zijn naam aan de positief geladen kathoden die hij tijdens een reactie aantrekt. Wanneer een apparaat stroom gebruikt, is de kathode positief en is deze negatief wanneer deze stroom genereert.
Het materiaal in het midden van een diode is een halfgeleider. Halfgeleiders zijn materialen die geen elektriciteit geleiden zoals een standaardgeleider, maar dit niet voorkomen als een isolator. Deze materialen passen er tussenin en hebben zeer specifieke eigenschappen wanneer er elektriciteit doorheen stroomt. De meerderheid van in massa geproduceerde diodes maakt gebruik van een silicium halfgeleider, maar diegene gemaakt van germanium zijn niet ongewoon.
Sinds hun uitvinding aan het einde van de 19e eeuw zijn de basisdiodes niet veel veranderd. De gebruikte materialen zijn verbeterd en het basisontwerp is een stuk kleiner geworden, maar dat is echt alles dat is veranderd. Noch de principes om ze te maken, noch hun ontwerp is veel anders dan de oorspronkelijke creatie.
De grootste innovatie met diodes is in de alternatieve versies de eerste uitvinding geïnspireerd. Er zijn tientallen verschillende soorten diodes die allemaal iets anders werken. Deze verschillende diodes hebben allerlei extra functies die verder gaan dan de in-out-methoden van de basisvorm. Ze variëren van de tunneldiode die op een kwantumschaal werkt tot de lichtemitterende diode (LED) die als lichtbron in veel moderne elektronica wordt gebruikt.