Siliziumdioden

Siliziumdioden sind zwei-terminalige Halbleiterbauelemente, die den elektrischen Strom gewöhnlich in eine Richtung ungehindert leiten und in die andere Richtung sperren. Sie basieren auf einem Silizium-P-N-Übergang, der durch Dotierung von Silizium mit Verunreinigungen entsteht. Typische Siliziumdioden kommen als Standard-Gleichrichter, Zenerdioden, schnelle bzw. schaltbare Dioden sowie Schutzdioden zum Einsatz.

Aufbau und Funktionsweise: Eine Siliziumdiode besteht aus einer p-dotierten Seite und einer n-dotierten Seite, die durch den P-N-Übergang verbunden sind. Im Bereich der Verarmung bildet sich eine Verarmungszone ( depletion layer ). Bei Vorwärtsspannung wird die Barriere verringert, Elektronen- und Löchenträger werden injiziert, und der Strom steigt rasch an; der Vorwärtsstrom liegt bei Raumtemperatur typischerweise bei einer Vorwärtsspannung von etwa 0,6 bis 0,7 Volt. Rückwärts betrieben blockt die Diode den Strom größtenteils, wobei ein kleiner Leckstrom fließt, der mit der Temperatur zunimmt. Überschreitet die rückwärtige Spannung den Durchbruch, kann die Diode zerstört werden; Zener- bzw. Avalanche-Dioden nutzen gezielt diesen Durchbruch, um eine stabile Referenz- oder Schutzspannung bereitzustellen.

Typen, Eigenschaften und Anwendungen: Standard-Gleichrichterdioden wandeln Wechselstrom in Gleichstrom um. Zenerdioden liefern eine regelbare Spannungsreferenz oder Spannungsbegrenzung in Schaltungen. Schnelle Dioden eignen sich für Hochgeschwindigkeits-Schaltungen, Schutzdioden und TVS-Dioden schützen Bauteile vor Transienten. Schottky-Dioden, häufig auf Siliziumbasis hergestellt, verwenden eine Metall-Silizium-Barriere und weisen niedrigere Vorwärtsspannungen sowie schnellere Umschaltzeiten auf; sie sind technisch eigenständig von PN-Siliziumdioden zu unterscheiden.