Mitkä ovat diodirakentamisen perusteet?

Diodirakenne noudattaa muutamia hyvin perusohjeita. Yksinkertaisimmassa muodossaan sähkö siirtyy anodille puolijohteen kautta ja ulos katodin kautta. Itse diodin rakenteesta johtuen sähkö ei pääse liikkumaan takaisin rakenteen läpi, mikä tekee keskimääräisestä diodista yksisuuntaisen. Vaikka diodeista on monia versioita, useimmat niistä ovat pieniä muunnelmia tästä perusmallista.

Kun teho virtaa diodin läpi, se voi kulkea vain yhteen suuntaan. Tämä tapahtuu tyypillisesti anodista katodille ja ulos, mutta ei aina. Kaikissa tilanteissa, joissa laite saa virran toimiakseen, laite toimii näin. Jos tuote tuottaa virtaa, virtaus menee toiseen suuntaan. Tämä toinen tapaus on epätavallinen ja saa monet ihmiset uskomaan, että standardidiodit ovat aina yksisuuntaisia, mikä on yleinen väärinkäsitys diodirakenteessa.

Normaalitilanteessa ja tavallisella diodirakenteella ensimmäinen kohtaamaton aluejännite olisi anodi. Tämä on metallinen liitin, joka on usein valmistettu sinkistä, diodin ulkopuolella. Se houkuttelee positiivisesti varautuneita anioneja ja vetää siihen jännitettä.

Diodin sisällä virta kulkee puolijohtavaan materiaaliin. Tässä diodin rakentamisvaiheessa käytetään tyypillisesti piitä tai germaniumia, mutta toisinaan käytetään myös muita materiaaleja. Puolijohde koostuu kahdesta vyöhykkeestä, joista jokainen on seostettu. Doping on tapa lisätä materiaalia puolijohteeseen sen ominaisuuksien muuttamiseksi.

Ensimmäistä aluetta kutsutaan p-tyypin puolijohteeksi. Tämä alue seostettiin metallilla, kuten boorilla tai alumiinilla. Tämä antaa alueelle hieman positiivisen varauksen ja auttaa vetämään sähköä anodista.
Puolijohteen toinen alue on n-tyyppinen. Tämä osa voidaan seostaa useilla eri metalleilla, enimmäkseen riippuen siitä, mistä peruspuolijohde on valmistettu. Kaksi yleisimmistä n-tyypin seostusaineista ovat fosfori ja arseeni. Nämä metallit antavat puolijohteelle lievän negatiivisen varauksen.

P-tyypin ja n-tyypin puolijohteiden välillä on aukko, mikä luo yhden tärkeimmistä diodirakenteesta. Tämä vyöhyke voi sisältää pienen fyysisen raon, toissijaisia ​​järjestelmiä, kuten valodiodin järjestelmiä, tai yksinkertaisesti materiaaleja, jotka muuttavat diodin toimintaa. Yleinen lisämateriaali on peruspuolijohteen seostamaton kerros, jota kutsutaan sisäiseksi kerrokseksi. Tämä on PiN-diodin rakenne.
Diodirakenteen viimeinen osa on katodi. Tämä liitin sopii anodille. Katodi on metallia, usein kuparia, ja se vetää sisään negatiivisesti varautuneita kationeja. Tämä siirtää virran diodista liitettyyn järjestelmään.