Eine halbleitende Diode ist ein grundlegender Bestandteil einer Vielzahl von elektrischen Systemen. Diese Komponenten haben zwei Anschlüsse – einen, der Strom aufnimmt und einen, der ihn ablässt. Dieser Prozess funktioniert auf eine Weise; Wenn ein Terminal Strom aufnimmt, lässt es den Strom nicht wieder durch. Die Kathode ist der Teil einer Diode, der den Strom abfließen lässt, und eine Anode ist der Teil, der den Strom abfließen lässt. Es ist die Kombination dieser beiden Elemente, die die Funktion der Diode ermöglicht.
Der physikalische Aufbau einer Diode variiert leicht je nach Verwendungszweck, aber bestimmte Faktoren bleiben gleich. Die Diode hat zwei Anschlüsse, eine Kathode und eine Anode, die durch eine kleine Menge Halbleitermaterial verbunden sind. Dieses Material ist typischerweise Silizium, es kann jedoch eine breite Palette unterschiedlicher Materialien verwendet werden. Die gesamte Baugruppe ist von einer Glas- oder Kunststoffabdeckung umgeben. Dioden können jede beliebige Größe haben, und obwohl die meisten Dioden nicht sehr groß sind, können sie fast mikroskopisch klein sein.
Die Anode nimmt Strom auf. Dieses Terminal hat seinen Namen von den negativ geladenen Anionen, die sich während einer gemeinsamen elektrochemischen Reaktion darauf zubewegen. Die Ladung der Anode variiert je nach Funktion des Geräts. Wenn das Gerät Strom verbraucht, ist die Ladung negativ, und wenn es Strom erzeugt, ist seine Ladung positiv. Diese Polaritätsverschiebung ermöglicht einen ordnungsgemäßen Stromfluss vom Terminal.
Eine Kathode ist im Wesentlichen das Gegenteil einer Anode. Die Kathode lässt Strom aus dem Gerät fließen. Dieses Terminal hat seinen Namen von den positiv geladenen Kathoden, die es während einer Reaktion anzieht. Wenn ein Gerät Strom verbraucht, ist die Kathode positiv und negativ, wenn es Strom erzeugt.
Das Material in der Mitte einer Diode ist ein Halbleiter. Halbleiter sind Materialien, die den Strom nicht wie ein normaler Leiter leiten, aber nicht wie ein Isolator verhindern. Diese Materialien passen dazwischen und haben ganz spezifische Eigenschaften, wenn Strom durch sie fließt. Die meisten massenproduzierten Dioden verwenden einen Siliziumhalbleiter, aber solche aus Germanium sind keine Seltenheit.
Seit ihrer Erfindung im späten 1800. Jahrhundert haben sich grundlegende Dioden nicht sehr verändert. Die Materialien, aus denen sie hergestellt wurden, haben sich verbessert und das Grunddesign ist viel kleiner geworden, aber das ist wirklich alles, was sich geändert hat. Weder die Herstellungsprinzipien noch ihr Design unterscheiden sich wesentlich von der ursprünglichen Kreation.
Die größte Neuerung bei Dioden ist in den alternativen Versionen die ursprüngliche Erfindung inspiriert. Es gibt Dutzende verschiedener Arten von Dioden, die alle etwas anders funktionieren. Diese unterschiedlichen Dioden haben über die In-Out-Methoden der Grundform hinaus allerlei Zusatzfunktionen. Sie reichen von der Tunneldiode, die im Quantenmaßstab arbeitet, bis hin zur Leuchtdiode (LED), die in vielen modernen Elektronikgeräten als Lichtquelle verwendet wird.