Wat is een siliciumdiode?

Een siliciumdiode is een halfgeleider met positieve en negatieve polariteit en kan elektrische stroom in de ene richting laten stromen terwijl deze in een andere wordt beperkt. Het element silicium , in zijn pure vorm, werkt als een elektrische isolator. Om het in staat te stellen elektriciteit te geleiden, kleine hoeveelheden van andere elementen — in een proces dat bekend staat als doping - worden eraan toegevoegd. Deze maken het geladen halfgeleidermateriaal dat wordt gebruikt om siliciumdiodes te bouwen, die vervolgens vaak worden gebruikt in radio's, computers, wisselstroom-gelijkstroom (AC/DC) voedingen en als temperatuur- en stralingssensoren, onder andere toepassingen.

Wanneer een siliciumdiode wordt gemaakt, heeft deze zowel een positieve als een negatieve kant en een verbinding tussen beide, bekend als de p-n-overgang . De twee verschillend geladen zijden zijn het resultaat van het toevoegen van verschillende elementen aan het silicium. De positieve kant, bekend als een anode en gemaakt van p-type silicium, is gedoteerd met boor of gallium. Hun atomaire structuur, gecombineerd met het silicium, creëert de positieve lading. Door fosfor of arseen toe te voegen, ontstaat de negatieve kathode, gemaakt van n-type silicium, op een vergelijkbare manier.

Siliciumdiodespanning heeft een voorwaartse bias van 0,7 volt. Dit betekent dat er 0,7 volt nodig is om de diode van stroom te voorzien. Zodra deze hoeveelheid energie er doorheen gaat, zal het elektrische stroom geleiden over de p-n-overgang. Het zal ook voorkomen dat de meeste stroom in de omgekeerde richting vloeit. Elke siliciumdiode heeft een maximale spanning die er omgekeerd op kan worden gezet voordat hij kapot gaat. Dit is meestal minstens 50 volt of meer.

In zekere zin kan de diode worden gezien als een elektrische terugslagklep omdat deze overtollige energie naar voren doorlaat, maar in het algemeen geen meetbare hoeveelheid terug doorlaat in de omgekeerde richting. Een zeer kleine hoeveelheid stroom kan in feite omgekeerd door de diode stromen, maar het is zo klein dat een circuitonderbreking van deze hoeveelheid normaal gesproken zeldzaam is.

Aangezien een siliciumdiode over het algemeen de stroom maar één kant op laat stromen, kan deze worden gebruikt om andere apparaten in een circuit, zoals transistors, te beschermen tegen te veel stroom en doorbranden. Daarnaast zijn speciaal geconfigureerde siliciumdiodes, bekend als Zener diodes, kunnen worden gebruikt om een ​​vaste spanning te handhaven. Deze zijn gemaakt om opzettelijk wat elektriciteit naar achteren te geleiden wanneer dat nodig is, om een ​​precieze hoeveelheid ervan te laten stromen.