Mis on silikoondiood?

Ränidiood on pooljuht, millel on positiivne ja negatiivne polaarsus ning mis võimaldab elektrivoolul liikuda ühes suunas, piirates seda teises. Element räni oma puhtal kujul toimib elektriisolaatorina. Selleks, et see saaks elektrit juhtida, lisatakse sellele väikeses koguses muid elemente – seda protsessi nimetatakse dopinguks. Need valmistavad laetud pooljuhtmaterjali, mida kasutatakse räni dioodide ehitamiseks, mida kasutatakse sageli raadiotes, arvutites, vahelduvvoolu-alalisvoolu (AC/DC) toiteallikates ning temperatuuri- ja kiirgusanduritena.

Ränidioodi valmistamisel on sellel nii positiivne kui ka negatiivne külg ning ühendus nende kahe vahel, mida tuntakse p–n-siirde nime all. Kaks erinevalt laetud külge on tingitud erinevate elementide lisamisest ränile. Positiivne külg, mida tuntakse anoodina ja on valmistatud p-tüüpi ränist, on legeeritud boori või galliumiga. Nende aatomstruktuur koos räniga loob positiivse laengu. Fosfori või arseeni lisamine loob sarnasel viisil negatiivse katood, mis on valmistatud n-tüüpi ränist.

Ränidioodi pinge päripinge on 0.7 volti. See tähendab, et dioodi toiteks on vaja 0.7 volti. Kui see energiahulk seda läbib, juhib see elektrivoolu üle p–n-siirde. Samuti peatab see enamiku voolu tagasivoolu. Igal ränidioodil on maksimaalne pinge, mida saab sellele vastupidiselt rakendada, enne kui see laguneb. See kipub olema vähemalt 50 volti või rohkem.

Mõnes mõttes võib dioodi pidada elektriliseks tagasilöögiklapiks, kuna see laseb üleliigse energia edasi, kuid üldiselt ei lase tagurpidi mõõdetavat kogust tagasi. Väga väike kogus voolu võib tegelikult läbi dioodi voolata tagurpidi, kuid see on nii väike, et vooluringi katkemine sellest kogusest on tavaliselt haruldane.

Kuna ränidiood laseb voolul üldjuhul ainult ühes suunas voolata, saab seda kasutada vooluringi teiste seadmete, näiteks transistorite, liigse voolu saamise ja läbipõlemise eest. Lisaks saab fikseeritud pinge säilitamiseks kasutada spetsiaalselt konfigureeritud ränidioode, mida tuntakse Zeneri dioodidena. Need on loodud selleks, et vajaduse korral elektrit tahtlikult tagasi juhtida, et hoida seda täpset kogust voolamas.