Diode

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Gå til: navigation, søg
Siliciumbaserede dioder. Den med 4 ben til venstre indeholder 4 dioder i en brokobling.
Ældre germaniumbaserede punktkontaktdioder.
Ældre germaniumbaserede effektdioder, undtagen OY241, som er en silicium effektdiode[1].
Selen-ensretter. Hver selen-diode har sin egen køleplade.

En diode er elektronisk komponent, der har to elektroder og hvor strømmen løber igennem lufttomt rum, gas eller en halvleder og som har en asymmetrisk overførselskarakteristik.

En ensretterdiode funktion er populært sagt elektricitetens modsvar til en ensretterventil; under normale driftsbetingelser kan der gå elektrisk strøm fra anoden til katoden, men ikke den anden vej. Dioder kan realiseres på forskellige måder, f.eks. som et radiorør, en halvleder, eller ved hjælp af et flydende metal, som f.eks. i kviksølvensretteren.

Ensrettende halvlederdiode[redigér | redigér wikikode]

Den mest kendte halvlederdiode er en almindelig strømensrettende halvlederdiode, der består af en overgang mellem to forskelligt "let forurenede" halvledermaterialer. De "let forurenede" dele er:

  • N-doteret ("let forurenet"). Betyder at halvlederen er forurenet med et hovedgruppe V-grundstof. Resultatet er, at der er nogle få frie valenselektroner i N-materialet og at det er en rimelig elektrisk leder.
  • P-doteret. Betyder at halvlederen er forurenet med et hovedgruppe III-grundstof. Resultatet er, at der er underskud af elektroner i P-materialet. De steder der mangler en elektron kaldes et hul og at det er en rimelig elektrisk leder.

Når disse to doterede dele N og P sættes sammen, så lader komponenten kun elektrisk strøm løbe via PN, men ikke i retningen via NP.

Da elektroner (negative ladning) løber i modsat retning af strømmens, sker der følgende: Elektronerne kan løbe via NP, men ikke i retningen PN.

Forklaringen på dette er i den tynde zone mellem P og N. Her vil frie elektroner blive bundet i de nærliggende "huller". Det betyder at denne zone er elektrisk isolerende ved 0 volt over NP.

Når der påtrykkes en positiv spænding over PN, vil elektronerne løbe gennem N til NP-zone, og hullerne vil løbe gennem P til NP-zone fra den anden side. Det resulterer i at elektroner og hullerne annihilerer under udsendelse af fotoner – dette anvendes især i lysdioder. Der vil dog være et spændingsfald over PN, der afhænger af PN halvledermaterialet, temperatur, aktive areal+tykkelse og strømstyrke/areal:[2][3]

Hyppigst anvendte
halvledermaterialer
Spændingsfald
ca. Vf (V)
@ 20mA
Bølgelængde
ca. nm
Bemærkninger
Ge, Germanium 0,2-1,5 Ensretterdioder. Anvendes næsten ikke mere. F.eks. OA91, AA119, AA143, 1N60, AAY10-120[4], OY101[4]
Kobberoxid 0,2 (?mA) Ensretterdioder. Anvendes næsten ikke mere.[5][6]
Selen-baserede 0,5 (?mA) Ensretterdioder. Anvendes næsten ikke mere.[5]
Si, Silicium 0,7 Ensretterdioder. F.eks. 1N4007, 1N4148, 1N4448, BY227
Si, Silicium 0,2-0,3 Schottky-ensretterdioder. F.eks. BAT81, 1N5817, MBR160, MMBD770
SiC, Siliciumcarbid ca. 1 SiC-Schottky-diode. F.eks. GB01SLT12-220[7]
GaAs Galliumarsenid, GaAlAs 1,2-1,9 850-940 Infrarøde lysdioder og laserdioder
GaAlAs, GaAsP, InGaAIP, GaP 1,6-2,0 610-760 Røde lysdioder
GaAsP, InGaAIP, GaP 2,0-2,1 590-610 Orange og ravfarvede lysdioder
GaAsP, AlGaInP, GaP 2,1-2,2 570-590 Gule lysdioder
GaP, AlGaInP, AlGaP 1,9-4,0 500-570 Grønne lysdioder
InGaN, SiC 2,5-3,7 450-500 Blå lysdioder og laserdioder - inkl. hvide lysdioder
InGaN 2,8-4,0 400-450 Violette lysdioder
AlN, AlGaN, AlGaInN 3,1-4,1 <400 Ultraviolette lysdioder

Når der påtrykkes en positiv spænding over NP, vil elektronerne og hullerne løbe væk fra NP-zonen og resultatet er, at der ingen elektrisk strøm løber, fordi der ingen frie ladningsbærere er.

Fotodiode og solcellediode[redigér | redigér wikikode]

Når en diode absorberer fotoner med en egnet bølgelængde vil dioden fungere som en strømgenerator, der er stort set proportional med lysstyrken. Det er NP-zonen, som under fotonabsorptionen genererer en elektron og et hul.

En effektiv lysdiode fungerer også som en retningsbestemt solcellediode, men med det areal som lysdiodens linsetværsnit har.

Ensrettende elektronrørsdiode (radiorørsdiode)[redigér | redigér wikikode]

Den mest kendte ensrettende elektronrørsdiode har et lufttomt rør med to elektroder, hvoraf den ene har let ved at afgive elektroner (katode) og den anden ikke let kan (anode).

Halvleder diodetyper[redigér | redigér wikikode]

Halvlederbaserede dioders to terminaler kaldes, ligesom elektronrørsdioden, for elektroder, hvor den ene kaldes katode og den anden kaldes anode.

Af nutidige og fortidige ensretterdioder findes der:

Der findes mange varianter af halvlederbaserede dioder udover den almindelige diode. Her er nogle af dem:

Se også[redigér | redigér wikikode]

Kilder/referencer[redigér | redigér wikikode]

Eksterne henvisninger[redigér | redigér wikikode]

Commons-logo.svg
Wikimedia Commons har medier relateret til: