Halvledare

Nu återvänder vi till halvledarna. Som vi redan har lärt oss är det material som bara leder under vissa förutsättningar. Halvledare som kisel eller germanium har egenskaper hos både ledare och icke-ledare. Den exakta funktionen går vi igenom i HAREC-delen av utbildningen.

Den enklaste komponenten som är tillverkad av halvledare är dioden, som visas i figur HAREC-6.23.1. Dioden har den intressanta egenskapen att strömmen bara kan flyta genom den i en riktning.

1) Kort beskrivning: Foto med fyra dioder av olika konstruktion och storlek, en måttstock och uppgifter om gränsvärden.

2) Utförlig beskrivning: Till vänster står en kopplingssymbol för en diod ”D”. Bredvid visar en lodrät dubbelpil måttstocken ”1 cm”. I bildens mitt står tre små dioder lodrätt placerade: till vänster en svart, kvaderformad SMD-komponent ”EGF1A” med uppgifterna ”50 V / 1 A”; i mitten en liten, bärnstensfärgad glasdiod ”1N4148” med axiella trådanslutningar och uppgifterna ”100 V / 200 mA”; till höger därom en svart, cylindrisk plastdiod ”1N4007” med axiella anslutningar och uppgifterna ”1000 V / 1 A”. Till höger i bilden finns ett stort, svart effekthölje med tre ben, monteringshål och tre långa silverfärgade anslutningar. Under står ”45 V / 30 A” och uppe till höger i bilden ”MBR3045PT”.
Figur HAREC-6.23.1: Kretssymbol och utföranden av dioder

Diodens anslutningar kallas anod och katod. Om man byter ut en tråd i en krets mot en diod kan strömmen flyta i riktning från anoden till katoden, men inte åt andra hållet. En diod beter sig som en automatisk strömbrytare: Ansluter man pluspolen till anoden och minuspolen till katoden är brytaren sluten och dioden leder. Ansluter man däremot pluspolen till katoden och minuspolen till anoden beter sig dioden som en öppen brytare och leder inte.

1) Kort beskrivning: Övre delen: horisontell linje med en kretssymbol för en diod i mitten; från vänster kommer en pil ”Anod”, åt höger utgår en pil ”Katod”. Nedre delen: horisontell linje; två röda linjer, spegelvänt placerade kring linjen, från uppe till vänster och nere till vänster, som möts på den horisontella linjen i en vinkel; vertikal röd linje genom de båda röda linjerna, så att ett liggande ”A” bildas; nere vid ”A”:ets fot bokstäverna ”node”; vid vinkelspetsen en vertikal blå linje; vid dess skärning med den horisontella linjen utgår två blå linjer åt höger uppåt och höger nedåt, så att ett stort ”K” bildas; nere vid ”K”:ets fot bokstäverna ”atod”. 

2) Utförlig beskrivning: Bilden består av två delar. I övre delen finns en horisontell linje med en kretssymbol för en diod i mitten (triangelspetsen pekar åt höger). På linjen är till vänster om kretssymbolen en pil åt höger ritad med märkningen ”Anod”. Till höger om kretssymbolen finns en pil åt höger med märkningen ”Katod”. I nedre delen är en horisontell linje ritad. Från uppe till vänster och nere till vänster går två spegelvänt placerade röda linjer som möts på den horisontella linjen i en vinkel. Genom de båda röda linjerna går i mitten en vertikal röd linje, så att ett liggande ”A” bildas. Vid ”A”:ets fot står nedåt med liten stil bokstäverna ”node”. Vid den röda linjens vinkelspets finns en vertikal blå linje, vid vars skärning med den horisontella linjen två blå linjer utgår åt höger uppåt och höger nedåt, så att ett stort ”K” bildas. Vid ”K”:ets fot står åt höger med liten stil bokstäverna ”atod”.
Figur HAREC-6.23.2: Minnesregel för dioden

Detta är lätt att komma ihåg med hjälp av figur HAREC-6.23.2: Diodens symbol pekar som en pil i den tekniska strömriktningen. Anslutningarnas namn anod och katod kan man komma ihåg genom att komplettera diodsymbolen med begynnelsebokstäverna A och K.

En speciell diod är lysdioden, eller LED (engelska ”light-emitting diode”). Det är en diod som lyser så snart ström flyter genom den. Kretssymbolen för en LED motsvarar dioden med två extra pilar som antyder ljuset (figur HAREC-6.23.3). Bortsett från att LED:en lyser beter den sig precis som varje annan diod: Den släpper bara igenom ström i en riktning.

1) Kort beskrivning: Foto med fyra lysdioder av olika konstruktion (SMD, grön, gul, röd) med måttstock och kopplingssymbol för en lysdiod.

2) Utförlig beskrivning: Fotot visar fyra olika konstruktioner av lysdioder. Till vänster finns kopplingssymbolen för en lysdiod, en uppåtriktad triangel med ett tvärstreck vid spetsen och två pilar riktade snett uppåt åt höger, märkt ”D”. Bredvid står en lodrät dubbelpil med ”1 cm”. Till höger om den ligger fyra komponenter: först en liten SMD-lysdiod, bredvid en mindre, grön rund lysdiod med måttangivelsen 3 mm. Därefter följer en något större, gul lysdiod i rektangulär form utan måttangivelse. Längst till höger syns en stor, röd rund lysdiod med två långa anslutningstrådar och måttangivelsen 10 mm.
Figur HAREC-6.23.3: Kretssymbol och utföranden av lysdioder

Fortsätt till nästa avsnitt: Elektrisk effekt