Diode là gì? Mách nhỏ chi tiết về cấu tạo và nguyên lý hoạt động 

Diode là gì – Đó có lẽ là câu hỏi được nhiều người thắc mắc nhất hiện nay. Đặc biệt trong lĩnh vực điện tử và các linh kiện sản phẩm, mạch điện. Trong bài viết này, khách hàng sẽ được tìm hiểu chi tiết về cấu tạo, cách phân loại cùng ứng dụng trong cuộc sống như thế nào?

Khái niệm diode là gì ?

Diode là gì? Đây hiện là một linh kiện điện tử bán dẫn. Chúng cho phép dòng điện đi qua theo 1 chiều xác định. Điốt bán dẫn được cấu tạo bởi một khối bán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại N. Đặc biệt, chúng được nối với 2 chân ra bên ngoài. Mạch chỉnh lưu hiện chứa các linh kiện điện tử. Chúng có tác dụng chính bởi khả năng biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. 

Sản phẩm được ứng dụng trong các bộ nguồn một chiều hoặc mạch tách sóng tín hiệu. Mạch chỉnh lưu hiện chứa các Điốt bán dẫn. Chúng giúp điều khiển dòng điện và các đèn chỉnh lưu thủy ngân cùng một số thiết bị khác.

Về lịch sử, điốt bán dẫn được tìm hiểu và nghiên cứu vào năm 1906. Và ngày nay hầu hết các điốt được làm từ nguyên liệu là silic.

Các điốt tín hiệu và chuyển mạch nhỏ có công suất  khá nhỏ, dao động từ khoảng 150mA, tối đa 500mW. So với điốt chỉnh lưu, chúng có thể hoạt động tốt hơn bởi ứng dụng tần số cao.

Cách phân loại diode hiện nay

Dưới đây là chi tiết một số dòng đi ốt nổi tiếng và phổ biến nhất trên thị trường hiện nay:

• Điốt chỉnh lưu: Đặc điểm chính gồm khả năng hoạt động ở dải tần thấp, khả năng chịu được dòng điện lớn. Đặc biệt chúng có áp ngược chịu đựng dưới 1000V. 

• Điốt phát quang có đèn LED: Ứng dụng làm đèn chiếu sáng, đèn báo hiệu hoặc đèn quảng cáo
• Dòng điốt quang 
• Dòng điốt Schottky phổ thông
• Điốt hạn xung hai chiều (TVS): Đặc trưng bởi tần số đáp ứng cao từ vài chục kilo Hecz đến Mega Hezt. Chúng ứng dụng trong bộ nguồn xung và các thiết bị điện tử cao tần.
• Dòng điốt tunnel (tunnel diode)
• Dòng điốt biến dung (Varicap): Loại điốt bán dẫn có nhiệm vụ biến đổi điện dung. Sản phẩm tương tự như tụ điện giúp thay đổi điện dung. 
• Dòng điốt zener tên gọi khác là điốt đánh thủng hoặc điốt ổn áp… Chúng làm việc ở chế độ phân cực ngược trên vùng điện áp đánh thủng (breakdown). Mục đích sử dụng nhằm tối ưu để hoạt động tốt trong miền đánh thủng. 

Tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của diode

Khi tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của Đi ốt, khách hàng cần ghi chú đến 3 yếu tố đặc biệt sau đây:

Về khối bán dẫn P

Chúng chứa nhiều lỗ trống mang điện tích dương. Do đó khi bạn ghép với khối bán dẫn loại N thì lỗ trống hoạt động theo nguyên lý chuyển động sang khối N. Ngược lại, P được bổ sung thêm điện tích âm. Điều này khiến P tích điện âm (-). Khối N mang điện tích dương (+).

Điện tích ở khối P và N tạo thành điện áp tiếp xúc dạng UTX. Điện trường của chúng sẽ chuyển động khuyech tán. Sau một thời gian vận hành liên tục, chúng tạo thành điện áp dạng tiếp xúc. Khi đó hai khối ở trạng thái cân bằng mời. 

Về khu vực tiếp xúc giữa hai mặt

Khu vực này có hiện tượng điện tử bị lỗ trống thu hút. Đặc biệt, khi tiếp xúc lại gần nhau, chúng trở thành nguyên tử trung hòa về điện. Vị trí này hiếm điện tích tự do nên được gọi là khu vực nghèo. Vị trí này hoàn toàn có thể tạo ra năng lượng dưới dạng ánh sáng bức xạ điện từ.

Trường hợp điện áp bên ngoài được đặt ngược chiều với điện áp tiếp xúc 

Lúc này, sự khuếch tán có chút thay đổi. Chúng bị cản trở và không bị ngăn cách. Cụ thể nếu bạn đặt điện áp cùng chiều với điện tiếp xúc thì sự khuếch tán sẽ bị cản trở lại và vùng nghèo trở nên khan hiếm điện tích tự do. 

Như vậy có thể khẳng định cốt lõi của các Đi ốt năm ở việc điện áp ngoài ngược chiều với điện áp tiếp xúc còn điện ở khu vực ngoài cùng sẽ cùng chiều với điện tiếp xúc dòng điện. 

Khi sử dụng diode cần tuân thủ các nguyên tắc gì?

Để sản phẩm vận hành hiệu quả và trơn tru, khách hàng cần tuân thủ đến các quy tắc điện an toàn và chuyên nghiệp. Cụ thể chi tiết như bên dưới đây:

Đầu tiên, dòng điện thuận qua điốt cần nhỏ hơn giá trị tối đa cho phép. Đây là con số được quy định bởi đơn vị sản xuất cung cấp. Bạn có thể tra cứu trong các tài liệu hoặc handout của thương hiệu.

Điện áp phân cực ngược có giá trị nhỏ hơn ngưỡng bị đánh thủng của điốt. Giá tị này cần được quyết định bởi nhà sản xuất cung cấp.

Dòng điện thuận qua điốt cần có giá trị nhỏ hơn 1A.

Điện áp ngược tối đa khi đặt lên đi ốt là 1000V.

Tìm hiểu về đặc tuyến Volt-Ampere của diode

Chúng là một dạng đồ thị phổ biến. Chức năng chính dùng để thể hiện mối quan hệ giữa dòng điện và điện áp đặt vào nó. Cụ thể sẽ được chia thành 2 giai đoạn như sau:

Giai đoạn 1: Giá trị của UAK là 0.7V, chúng mô tả quan hệ dòng áp ở điốt phân cực thuận.

Giai đoạn 2: Khi UAK là .7V (dấu âm) phản ánh mối quan hệ phân cực nghịch.

Trường hợp điốt phân cực thuận thì dòng điện bị chi phối bởi điện trở bên ngoài. Hiện tại giá trị của điện trở thuận cực nhỏ, do đó chúng ít có ảnh hưởng đến dòng điện trong mạch. 

Tìm hiểu về mạch chỉnh lưu của diode

Đây là một mạch điện bao gồm các linh kiện điện điện tử. Tác dụng chính nhằm biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Chúng được ứng dụng trong các bộ nguồn cung cấp dòng điện một chiều. Hoặc trong các mạch tách sóng tín hiệu vô tuyến phổ biến hiện nay. Điốt bán dẫn, các đèn chỉnh lưu thủy ngân hoặc các linh kiện khác hoàn toàn có thể là phần tử tích cực của mạch.

Các loại mạch chỉnh lưu hiện nay có gì?

Loại 1: Mạch chỉnh lưu nửa sóng

Chúng là một nửa chu kỳ dương hoặc âm. Đặc biệt, có thể dễ dàng đi ngang qua điốt. Ngược lại, nửa kia có thể sẽ bị khóa. Tùy thuộc vào chiều lắp đặt của điốt nên mạch chỉnh lưu có hiệu suất truyền công suất nhỏ. Mạch chỉnh lưu nửa sóng hiện có thể lắp đặt bằng đi ốt bán dẫn.

Loại 2: Mạch chỉnh lưu toàn sóng

Chúng là mạch giúp biến đổi cả hai thành phần cực tính của dạng sóng đầu vào thành một chiều. Hiện chúng có hiệu suất sản phẩm khá cao. Đầu ra của mạch cần đến 4 điốt. Tên gọi khác của diot dạng này là mạch chỉnh lưu.

Bộ chỉnh lưu toàn sóng giúp biến đổi cả hai nửa chu kỳ thành điện áp đầu ra với 1 chiều duy nhất dương (hoặc âm). Chúng chuyển hướng đi của dòng điện của nửa chu kỳ âm dạng sóng xoay chiều. Từ đó tạo thành một điện áp chỉnh lưu hoàn chỉnh. 

Một mạch chỉnh lưu dùng đèn chân không thông dụng sẽ có một đèn có 1 catốt và 2 anốt. Trường hợp này, 2 điốt chỉ cần một bóng chân không sử dụng chung. Các đèn 5U4 và 5Y3 là những thí dụ thông dụng nhất hiện nay. Mạch điện ba pha gia đình cần đến 6 điốt. .

Cách đo Diode bằng hồ vạn năng như thế nào?

Đặt đồng hồ VOM thang đo Ohm ( x 1Ω ) để tiến hành đo sản phẩm. Lúc này, bạn đặt hai que đo vào hai đầu Diode, nếu xảy ra:

• Đo chiều thuận que màu đen vào Anot, que đỏ vào Catot. Nếu kim lên, đảo chiều đo kim không lên là. Đây chính là dấu hiệu của Diode tốt
• Trường hợp 1 có thể xảy ra, khách hàng đo cả hai chiều kim lên = 0Ω. Đây là dấu hiệu của Diode bị chập.
• Trường hợp 2 có thể đo thuận chiều mà kim không lên. Đây là Diode bị đứt.

Các ứng dụng phổ biến và nổi bật của diode

Đi ốt có nhiều loại và nhiều dòng sản phẩm khác nhau Tùy thuộc vào mục đích sử dụng và phạm vi ứng dụng để bạn chọn sản phẩm phù hợp nhất. Tuy nhiên, dưới đây là liệt kê các ứng dụng nổi bật và phổ biến nhất hiện nay của sản phẩm này.Dùng để chỉnh lưu dòng điện: Biến dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.

Sử dụng dùng để giảm áp

Khi dòng điện đi qua đi ốt, chúng tạo ra một hiện tượng với tên gọi là sụt áp. Nhờ đặ tính này, khách hàng có thể dùng để giảm áp. Chẳng hạn, đài chạy 3V, bạn có cục sạn 7V hoàn toàn có thể nối đầu nối tiếp 3 đi ốt với đầu 7V.

Dùng để bảo vệ nhằm giảm thiểu hiện tượng cắm nhầm cực

Hiện nay, số lượng thiết bị điện tử một chiều không cho phép cấp nguồn cực khá nhiều. Nếu bạn không may đấu nhầm cực sản phẩm hoàn toàn có thể bị hỏng ngay lập tức. Như vậy, đi ốt giúp bạn bảo vệ thiết bị một cách hiệu quả hơn. Chúng chỉ cho phép dòng điện đi theo một chiều xác định. 

Diode là gì – Chắc hẳn bạn đã có câu trả lời rõ ràng cho chính mình. Nếu còn phân vân hoặc thắc mắc hãy liên hệ đến chúng tôi để có thêm những phần giải đáp kịp thời nhé!