Halbleiterelektronik – Dioden und Transistoren

Sie sind zwar nur klein, dafür aber überaus wichtig. Transistoren und Dioden sind Halbleiterbauelemente. Die Grundmaterialien, aus denen sie hergestellt werden, sind unscheinbar, sind sie doch weder gute Leiter noch gute Isolatoren. Doch wenn diese Materialien künstlich verbessert werden, werden sie unwahrscheinlich hilfreich, um elektrische Schaltkreise zu steuern. Eine Diode ist das einfachste Halbleiterbauelement. Sie besteht aus zwei Schichten aus unterschiedlich dotiertem Silizium, die in Kombination den elektrischen Strom in eine Richtung sperren, ihn aber in die andere Richtung passieren lassen. Dioden sind also wie Türen, die sich nur in eine Richtung öffnen und es dem Strom nur erlauben, in eine einzige Richtung zu fließen – ähnlich wie Ventile in Wasserrohren. Für Dioden gibt es viele Anwendungsgebiete. Batterie falsch herum eingesetzt wird. So wird die sensible Elektronik des Geräts geschützt. Komplexere Anordnungen von Dioden werden eingesetzt, um Wechselspannung in Gleichspannung umzuwandeln und so Akkus in Geräten wie Laptops oder Handys zu laden. Einige Dioden können Lichtphotonen erzeugen. Man nennt sie Leuchtdioden oder kurz LED. Diese dienen zum Beispiel als Grundbausteine von Fernsehern. Ein anderes Bauelement, das mit der Diode verwandt ist, ist der Transistor. Transistoren sind hervorragende Schalter in Schaltkreisen. Anders als eine Diode besteht ein Transistor aus drei Siliziumschichten. Wird an der mittleren Schichte eine schwache Spannung angelegt, fließt ein starker Strom durch das gesamte Bauelement. Aus diesem Grund sind Transistoren gut geeignet, um Signale zu verstärken. Sie geben exzellente Verstärker ab. Das Transistorradio, das in der Mitte des 20. Jahrhunderts für einiges Aufsehen sorgte, war ein frühes Anwendungsgebiet. Ein einziger Computerchip kann Millionen von Transistoren und Dioden enthalten, die dünner sind als ein menschliches Haar. Sie mögen winzig sein, aber Transistoren und Dioden haben unser Leben und Arbeiten nachhaltig verändert.