Halfgeleiders - Introductie
We hebben al geleiders gezien, materialen die stroom doorlaten. Stroom loopt altijd van PLUS naar MIN.
In de afbeelding hieronder staat een eenvoudige stroomkring. Een batterij en een gewoon lampje.
Je ziet de stroom kan een rondje lopen. Van de PLUS van de batterij (de kant met het uitstekende staafje). Door de draad naar de lamp. Door de lamp (die licht zal geven). Vanuit de lamp naar de MIN (onderkasnt) van de batterij. Er is een kring, een stroomkring, en de lamp zal gaan branden.
Bij de lamp is de onderkant aangesloten op de PLUS en de schoefdraad op de MIN. Het kan ook andersom: de PLUS op de schoefdraad en de onderkant op de MIN. Voor de lamp maakt dat niet uit. De stroom kan de ene kant op lopen of de andere kant. Zolang de stroom loopt, zal de lamp branden.
Nu dan halfgeleiders
Dit was een lange introductie om bij halfgeleiders aan te komen.
Een halfgeleider is een electronisch component dat de stroom maar een kant uit kan doorlaten. We kunnen het dus wisselen zoals een gloeilampje.
In onderstaande tekening is de PLUS van de batterij bovenin. De stroom loopt naar de halfgeleider. Deze zal de stroom tegenhouden als die vanaf de kant met de rode balk komt. Dat is in de eerste afbeelding niet het geval. De stroom loopt door, naar de lamp die zal gaan branden.
In de tekening hieronder is het anders. De PLUS van de batterij staat nog steeds bovenin. Echter de stroom loopt naar de halfgeleider, maar Azal aan de kant met de rode balk worden tegenhouden. Dat is hier het geval. De stroom stopt. Er is geen stroomkring. De lamp zal niet gaan branden.
Notatie
In het figuur hieronder de manier waarop we halfgeleiders meestal tegenkomen in schema's en een echte foto.
- De bovenste afbeelding geeft een schematische schets aan hoe een diode er uit kan zien. Aan de ene kant de rode (of andere kleur) streep die wil zeggen dat als de stroom aan die kant binnenkomt die zal worden tegengehouden. Als de stroom van links komt dan zal die gewoon doorlopen.
- Het middelste afbeelding staat in dezelfde richting weergegeven. Dit wil ook hier zeggen: Als de stroom van links komt, dan zal die doorgaan (volgt de pijl) als de stroom van rechts komt, dan loopt die tegen een muur en zal niet doorlopen.
- De onderste afbeelding is een foto van een echte diode. Hierop is de balk duidelijk te zien.
Termen
In de electronica praten we over de PLUS en MIN pool. Maar niet bij halfgeleiders, hier noemen we de kant waar de stroom zal doorlopen de
anode
en de kant waar de stroom zal worden tegengehouden de kathode
. De kant van de streep is dus de kathode kant.Stroom loopt altijd van PLUS naar MIN. Maar het is niet altijd duidelijk tegen welke pin van een diode we lopen (de anode of kathode kant) daarom heeft men hiervoor eigen termen bedacht
Soorten
De Engelse term voor een halfgeleider is een
diode
.Er zijn verschillende soorten diodes. Met een breed gebied aan toepassing:
- Wisselspanning loopt afwisselend linksom en rechtsom. Een gelijkrichtdiode blokkeert de negatieve helft van de golf, zodat alleen positieve spanningen doorgelaten worden.
- Een diode blokkeert de stroom aan de kathode kant. Een zenerdiode, zal echter als de spanning aan de kathode kant te hoog wordt, wel gecontroleerd stroom gaan geleiden. Dit is ideaal voor overspanning beveiliging.
- Er zijn LEDs die lichtgeven als er stroom doorheen loopt. Deze Light Emitting Diodes (LED) zijn erg zuinig in gebruik, zie volgend hoofdstuk.
- Er zijn ook diodes die juist stroom gaan leveren als er licht op valt. LEDs die lichtgeven als er stroom doorheen loopt. Deze Light Emitting Diodes (LED) zijn erg zuinig in gebruik, zie volgend hoofdstuk.
- Etc
De informatie op punthooft is en wordt met zorg en liefde samengesteld. Desondanks kunnen wij niet garanderen dat de inhoud volledig, juist of actueel is. De gebruiker is zelf verantwoordelijk voor het verifiëren van de juistheid van de gepresenteerde informatie. Wij aanvaarden geen aansprakelijkheid voor eventuele fouten, onvolledigheden of verouderde informatie. Ook aanvaarden wij geen aansprakelijkheid voor schade die voortvloeit uit het gebruik van punthooft of het vertrouwen op de informatie op punthooft.
(C) punthooft 2025
De informatie op punthooft is en wordt met zorg en liefde samengesteld. Desondanks kunnen wij niet garanderen dat de inhoud volledig, juist of actueel is. De gebruiker is zelf verantwoordelijk voor het verifiëren van de juistheid van de gepresenteerde informatie. Wij aanvaarden geen aansprakelijkheid voor eventuele fouten, onvolledigheden of verouderde informatie. Ook aanvaarden wij geen aansprakelijkheid voor schade die voortvloeit uit het gebruik van punthooft of het vertrouwen op de informatie op punthooft.
(C) punthooft 2025