Så gör du: Dioder
Först, vad är en diod?
En diod är en halvledande enhet, som gör att nuvarande strömma i en riktning men inte det andra.
En halvledare är en typ av material, i detta fallet kisel eller germanium, vars elektriska egenskaper ligger mellan de av ledare (metaller) och isolatorer (glas, gummi). Överväga överledning: dess är ett mått på den relativa lätthet som elektroner rör sig genom ett material. Till exempel flyttas elektroner enkelt genom en bit av metalltråd. Du kan ändra beteendet hos ett rent materiellt, som kisel, och förvandla det till en halvledare av dopning. I dopning, blanda du en liten mängd av en förorening i ren kristallin struktur.
Typer av föroreningar till ren kisel kan klassificeras som N- eller P-typ.
- N-typ: Med N-typ dopning, fosfor och arsenik läggs, i ppb, till kisel i små mängder. Både fosfor och arsenik har fem yttre elektroner, så de fördrivits när de får in i silicon gallret. Femte elektronen har ingenting att knyta an till, så är det gratis att flytta runt. Det tar bara en mycket liten mängd föroreningar att skapa tillräckligt fria elektroner så att en elektrisk ström att flyta genom kisel. Elektroner har en negativ avgift, därav namnet N-typ.
- P-typ - läggs i P-typ dopning, bor eller gallium till av ren kisel. Dessa element har tre yttre elektroner. När det blandas i silicon struktur, bildar de "hål" i gallret där en silicon elektron har ingenting att knyta an till. Avsaknad av en elektron skapar effekten av en positiv laddning, därav namnet P-typ. Hål kan genomföra nuvarande. Ett hål accepterar gärna en elektron från en granne, flytta hålet över ett utrymme.
Dioder är gjorda av två olikt dopade lager av halvledarmaterial som bildar en PN-övergång. P-typ har ett överskott på positiva Laddningsbärare (hål) och N-typ, ett överskott av elektroner. Mellan dessa lager, där P-typ och N-typ material möts, kombinera hål och elektroner, överskrider elektroner kombinera med överskott hål att avbryta varandra, så ett tunt lager skapas som har varken positiva eller negativa laddningsbärare närvarande. Detta kallas den utarmning lager.
Det finns ingen laddningsbärare i denna utarmning lager och ingen ström kan flöda över den. Men när en spänning läggs över korsningen dock så att P-typ anoden är positiva och N-typ katoden negativa, positiva hålen lockas över utarmning lagret mot negativa katoden, också de negativa elektronerna attraheras mot positiv anod och nuvarande flöden.
Tänk på en diod som en enkelriktad gata för el. När dioden i framåt bias, tillåter dioden trafik, eller ström, strömma från anoden till katoden benet. I en omvänd bias nuvarande blockeras så det finns inget flöde av elektricitet genom kretsen. När strömmen flödar genom en diod, är spänningen på positiva benet högre än på den negativa delen, detta kallas är dioden framåt spänning tappar. Svårighetsgraden av spänningsfallet är en funktion av halvledarmaterial som dioden är tillverkad av. När spänningen över dioden är positiva, kan en hel del ström flöda när spänningen blir tillräckligt stor. När spänningen över dioden är negativt, flyter nästan ingen ström.