دیود
دیود (diode)
ترکیب یک آند[۱] سرد و یک کاتد[۲] گرم‌شده، یا هم‌ارز نیم‌رسانا[۳]ی آن، با پیوند پی ـ اِن (← دیود نیم‌رسانا[۴]). هر دو وسیله عبور جریان الکتریکی مستقیم را یک‌طرفه می‌کنند و به همین سبب، در یک‌سوکننده[۵]ها برای تبدیل جریان متناوب (AC)[۶] به جریان مستقیم (DC)[۷] به‌‌کار می‌روند. دیودهای نیم‌رسانا را از موادی با پایۀ سیلیسیم[۸] می‌سازند. این دیودها بیشتر در مدار[۹]های الکترونیکی به‌‌کار می‌روند تا جریان الکتریکی یک‌طرفه شود. سیلیسیم به‌تنهایی چنین خاصیتی ندارد و مواد دیگری به آن اضافه می‌کنند تا خواص فیزیکی و شیمیایی مطلوب را پیدا کند. اتم‌های ناخالصی موقعیت‌های متفاوتی را در بلور سیلیسیم اشغال می‌کنند. به این ترتیب، دو نوع پیوند ایجاد می‌شود: پیوند نوع پی[۱۰] و پیوند نوع اِن[۱۱]. سیلیسیم پیوند نوع پی، در لایۀ[۱۲] خارجی خود چهار الکترون ظرفیت (آزاد)[۱۳] دارد. به این سیلیسیم اتم‌های بور[۱۴] اضافه می‌کنند که فقط سه الکترون ظرفیت دارند. اتم‌های سیلیسیم الکترون‌های ظرفیت خود را با الکترون‌های ظرفیت اتم‌های بور به اشتراک می‌گذارند. این عمل در بافتی[۱۵] از اتم‌های سیلیسیم صورت می‌گیرد که اتم‌های بور به آن‌ها اضافه شده است و اتم‌های بور یک الکترون کم دارند تا پیوند چهارم را با اتم‌های سیلیسیم ایجاد کنند. این نوع پیوند را پی می‌نامند. حرف پی به مثبت‌بودن اتم‌های بور به‌علت کمبود یک الکترون اشاره دارد. ممکن است الکترونی از اتم مجاور وارد حفرۀ نوع پی شود و آن را اشغال کند. در این حالت، حفرۀ نوع پی به نقطۀ جدیدی از بافت منتقل می‌شود. وقتی حفرۀ نوع پی از نقطه‌ای به نقطۀ دیگری می‌رود، جریانی از الکترون‌ها را نیز با خود حمل می‌کند. پیوند نوع اِنِ فسفر پنج الکترون ظرفیت دارد. بنابراین، اگر اتم‌های فسفر را به نانک (ویفر)[۱۶]های سیلیسیم اضافه کنند، این اتم‌ها الکترون اضافی اهدا می‌کنند. این نوع پیوند را پیوند نوع اِن می‌نامند. حرف اِن به منفی‌بودن فسفر به‌علت وجود الکترون اضافی اشاره دارد. در پیوند نوع پی ـ اِن در دیودها، با گرم‌کردن نانک‌ها و مواد اضافه‌شده[۱۷] در کوره، نانک‌های نوع پی و اِن در هم نفوذ می‌کنند. نانک سیلیسیم نوع اِن را روی نانک نوع پی قرار می‌دهند تا در محل تماس این دو پیوند تشکیل شود. در نیم‌رسانای سیلیسیمی، الکترون‌ها فقط در یک جهت جریان پیدا می‌کنند. دیودهای نیم‌رسانا انواع گوناگون دارند، ازجمله دیودِ انتشاردهندۀ نور (اِل‌ایی‌دی)[۱۸] که از فسفید آرسنید گالیوم[۱۹] ساخته می‌شود و اشعۀ الکترومغناطیس گسیل می‌کند، و دیود نوری (فتودیود)[۲۰] که در معرض نور تولید جریان الکتریکی می‌کند.
- ↑ anode
- ↑ cathode
- ↑ semiconductor diode
- ↑ semiconductor equivalent
- ↑ rectifier
- ↑ (alternating current (AC
- ↑ (direct current (DC
- ↑ silicon
- ↑ circuit
- ↑ p-type
- ↑ n-type
- ↑ shell
- ↑ valence (free) electron
- ↑ boron atom
- ↑ matrix
- ↑ wafer
- ↑ doping substance
- ↑ (light-emitting diode (LED
- ↑ allium arsenide phosphide
- ↑ (light-dependent diode (photodiode