Hva er det grunnleggende ved konstruksjon av dioder?

Diodekonstruksjon følger noen få grunnleggende retningslinjer. I sin enkleste form beveger elektrisitet seg inn i en anode gjennom en halvleder og ut gjennom en katode. På grunn av konstruksjonen av selve dioden kan ikke elektrisitet flytte tilbake gjennom strukturen, noe som gjør en gjennomsnittlig diode en vei. Selv om det er mange versjoner av dioder, er de fleste små varianter av denne basismodellen.

Når strømmen strømmer gjennom en diode, kan den bare gå en vei. Dette er typisk fra anoden til katoden og ut, men ikke alltid. I alle situasjoner der enheten tar strøm til å fungere, er dette hvordan enheten fungerer. Hvis varen genererer kraft, går flyten den andre veien. Dette andre tilfellet er uvanlig og får mange til å tro at standard dioder alltid er ensrettet, en vanlig misforståelse i diodekonstruksjon.

I en normal situasjon og med en standard diodekonstruksjon, ville den første områdespenningen støte på anoden. Dette er en metallisk kontakt, ofte laget av sink, på utsiden av dioden. Den tiltrekker seg positivt ladede anioner og trekker spenning inn i den.

Inni dioden løper strømmen inn i et halvledende materiale. Dette stadiet av diodekonstruksjon bruker vanligvis silisium eller germanium, men andre materialer brukes også av og til. Halvlederen består av to soner som hver er blitt dopet. Doping er en metode for å legge til ytterligere materiale til en halvleder for å endre dens egenskaper.

Det første området kalles en halvleder av p-type. Dette området ble dopet med et metallisk stoff som bor eller aluminium. Dette gir området en litt positiv ladning og hjelper til med å trekke strøm fra anoden.

Det andre området av halvlederen er n-typen. Denne delen kan være dopet med et bredt spekter av metaller, for det meste avhengig av hva halvlederen er laget av. To av de mer vanlige dopingmidlene for en n-type er fosfor og arsen. Disse metallene gir halvlederen en svak negativ ladning.

Det er et mellomrom mellom p-typen og n-typen halvledere, og skaper en av hovedavvikene i diodekonstruksjon. Denne sonen kan inneholde et lite fysisk gap, sekundære systemer som de i en lysdiode eller bare materialer som endrer måten dioden fungerer på. Et vanlig tilleggsmateriale er et ikke-dopet lag av baseledende leder, kalt et iboende lag. Dette er sminken fra PiN-dioden.

Den siste delen av diodekonstruksjonen er katoden. Denne kontakten er matchen for anoden. En katode er metallisk, ofte kobber, og den trekker inn negativt ladede kationer. Dette flytter strøm ut av dioden og inn i det tilkoblede systemet.