Co to jest dioda krzemowa?

Dioda krzemowa jest półprzewodnikiem, który ma biegunowość dodatnią i ujemną i może umożliwiać przepływ prądu elektrycznego w jednym kierunku, ograniczając go w innym. Krzem pierwiastkowy w czystej postaci działa jak izolator elektryczny. Aby umożliwić mu przewodzenie prądu, dodaje się do niego niewielkie ilości innych pierwiastków - w procesie znanym jako doping . Dzięki temu naładowany materiał półprzewodnikowy jest wykorzystywany do budowy diod krzemowych, które są następnie często wykorzystywane w radiotelefonach, komputerach, zasilaczach prądu przemiennego i stałego (AC / DC) oraz jako czujniki temperatury i promieniowania, między innymi aplikacjami.

Kiedy powstaje dioda krzemowa, ma ona zarówno stronę dodatnią, jak i ujemną oraz połączenie między nimi, znane jako złącze p – n . Dwie różnie naładowane strony są wynikiem dodania różnych pierwiastków do krzemu. Strona dodatnia, znana jako anoda i wykonana z krzemu typu p, jest domieszkowana borem lub galem. Ich struktura atomowa w połączeniu z krzemem tworzy ładunek dodatni. Dodanie fosforu lub arsenu tworzy katodę ujemną, wykonaną z krzemu typu n, w podobny sposób.

Napięcie diody krzemowej ma napięcie wyjściowe 0,7 wolta. Oznacza to, że do zasilania diody potrzebne jest 0,7 V. Gdy ta ilość energii przepłynie przez nią, będzie przewodzić prąd elektryczny przez swoje złącze p – n. Zatrzyma również przepływ większości prądów na biegu wstecznym. Każda dioda krzemowa ma maksymalne napięcie, które można przyłożyć do niej w odwrotnej kolejności, zanim ulegnie awarii. Zazwyczaj jest to co najmniej 50 woltów lub więcej.

W pewnym sensie diodę można traktować jako elektryczny zawór zwrotny, ponieważ przepuszcza nadmiar energii do przodu, ale generalnie nie przepuszcza mierzalnej ilości w odwrotnej kolejności. Bardzo mała ilość prądu może faktycznie przepływać przez diodę w odwrotnym kierunku, ale jest to tak mała minuta, że ​​uszkodzenie obwodu z tej ilości zwykle bywa rzadkie.

Ponieważ dioda krzemowa pozwala generalnie przepływać tylko w jedną stronę, można jej użyć do ochrony innych urządzeń w obwodzie, takich jak tranzystory, przed otrzymaniem zbyt dużej mocy i wypaleniem. Ponadto do utrzymania stałego napięcia można zastosować specjalnie skonfigurowane diody krzemowe, zwane diodami Zenera . Mają one na celu celowe przewodzenie prądu elektrycznego w razie potrzeby w celu utrzymania jego dokładnego przepływu.