Diode là một thành phần điện tử phổ biến nhất được sử dụng trong tất cả các mạch điện tử và thiết bị điện. Trong bài viết này, chúng ta hãy tìm hiểu về diode.
Diode là gì?
Diode là một thành phần điện tử bán dẫn chỉ cho phép dòng điện chạy qua nó theo một hướng duy nhất mà không thể chạy ngược lại. Diode thường có cấu trúc gồm hai khối bán dẫn: một khối bán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại N và có hai chân ra gọi là anode và cathode.
Bạn đang xem: Diode là gì? Cấu tạo, phân loại, cách đo và ứng dụng của Diode
Khi hai vật liệu bán dẫn P – N kết hợp với nhau, ta có một diode. Kết hợp P – N có đặc điểm là tại điểm tiếp xúc, các điện tử dư thừa trong bán dẫn N sẽ khuếch tán vào vùng bán dẫn P để điền vào các vị trí trống, tạo thành một lớp Ion trung hoà điện, tạo thành một vùng cách điện giữa hai vật liệu bán dẫn.
Kết hợp P – N và cấu trúc của Diode.
* Trong hình trên là kết hợp P – N và cấu trúc của diode bán dẫn.
Kí hiệu và hình dạng của diode bán dẫn.
Video chia sẻ về Diode
Phân cực thuận cho Diode
Khi chúng ta cấp điện áp dương (+) vào anode (vùng bán dẫn P) và điện áp âm (-) vào cathode (vùng bán dẫn N), dưới tác động của điện áp, vùng cách điện thu hẹp lại. Khi chênh lệch điện áp giữa hai cực đạt 0,6V (với diode loại Si) hoặc 0,2V (với diode loại Ge), vùng cách điện giảm xuống không, điện áp điểm thuận tại hai cực giữ nguyên ở mức 0,6V. Nếu tiếp tục tăng điện áp nguồn, dòng đi qua diode sẽ tăng nhanh, nhưng điểm thuận được giữ nguyên ở 0,6V.
Phân cực thuận của diode (Si) – Khi diode dẫn điện áp thuận, điểm thuận là 0,6V
Đường đặc tuyến của điện áp thuận qua diode
* Kết luận: Khi diode (loại Si) được phân cực thuận, nếu điện áp phân cực thuận < 0,6V, không có dòng đi qua diode, nếu điện áp phân cực thuận là 0,6V, dòng đi qua diode sau đó tăng nhanh nhưng điện áp thuận vẫn giữ ở 0,6V.
Phân cực ngược cho Diode.
Khi phân cực ngược cho diode, nghĩa là cấp cung cấp dương (+) vào cathode (vùng bán dẫn N) và cung cấp âm (-) vào anode (vùng bán dẫn P), dưới tác động của điện áp ngược, vùng cách điện mở rộng và ngăn chặn dòng đi qua điểm tiếp xúc. Diode có thể chịu được điện áp ngược lớn khoảng 1000V trước khi bị đánh xuyên.
Diode chỉ bị cháy khi điện áp ngược tăng > = 1000V
Cách đo và kiểm tra diode còn tốt hay không
Xem thêm : Mainboard máy tính là gì? Có mấy loại main máy tính?
Đo và kiểm tra diode
-
-
-
Đặt đồng hồ ở thang x 1Ω, đặt hai đầu đo vào hai đầu diode, nếu:
-
-
-
-
-
Đo chiều thuận: que đen đặt vào anode, que đỏ đặt vào cathode => kim lên, đảo chiều đo kim không lên => diode tốt
-
-
-
-
-
Nếu đo cả hai chiều kim lên = 0Ω => diode bị hỏng.
-
-
-
-
-
Nếu đo chiều thuận mà kim không lên => diode bị đứt.
-
-
-
-
-
Trong trường hợp đo trên, diode D1 còn tốt, diode D2 bị hỏng và D3 bị đứt.
-
-
-
-
-
Nếu sử dụng thang 1KΩ để đo chiều ngược và kim vẫn lên một chút thì diode bị rò rỉ.
-
-
Ứng dụng của diode bán dẫn.
* Với tính chất chỉ dẫn dòng điện một chiều, diode thường được sử dụng trong các mạch chỉnh lưu nguồn xoay chiều thành một chiều, các mạch tách sóng, mạch ổn áp phân cực cho transistor hoạt động. Trong mạch chỉnh lưu, diode có thể được tích hợp thành diode cầu.
Phân loại diode
– Diode Zener
* Cấu trúc: Diode Zener có cấu trúc tương tự diode thông thường nhưng có hai khối bán dẫn P – N kết hợp với nhau. Diode Zener được sử dụng trong chế độ phân cực ngược, khi phân cực thuận, diode zener hoạt động giống như diode thông thường, nhưng khi phân cực ngược, diode Zener sẽ duy trì một mức điện áp cố định tùy thuộc vào giá trị được ghi trên diode.
Ký hiệu và ứng dụng của diode zener trong mạch.
-
-
-
Sơ đồ trên thể hiện ứng dụng của Dz, nguồn U1 là nguồn với điện áp biến đổi, Dz là diode ổn áp, R1 là trở hạn dòng.
-
-
-
-
-
Ta thấy rằng khi nguồn U1 > Dz, điện áp trên Dz luôn được duy trì ổn định dù nguồn U1 thay đổi.
-
-
-
-
-
Khi nguồn U1 thay đổi, dòng ngược qua Dz cũng thay đổi, dòng ngược qua Dz có giới hạn khoảng 30mA.
-
-
-
-
-
Thông thường, người ta sử dụng nguồn U1 > 1,5 đến 2 lần giá trị của Dz, và lắp trở hạn dòng R1 sao cho dòng ngược qua Dz không vượt quá 30mA.
-
-
Xem thêm : Friend with benefit là gì? Được và mất trong mối quan hệ friend with benefit
Trường hợp U1 < Dz, khi U1 thay đổi, điện áp trên Dz cũng thay đổi. Trường hợp U1 > Dz, khi U1 thay đổi, điện áp trên Dz không thay đổi.
– Diode Thu quang (Photo Diode)
Diode thu quang hoạt động ở chế độ phân cực ngược. Vỏ của diode có một mặt thu ỷ tinh để ánh sáng chiếu vào vùng P – N, dòng điện ngược qua diode tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng chiếu vào diode.
Ký hiệu của Photo Diode
Minh hoạ hoạt động của Photo Diode
– Diode Phát quang (Light Emiting Diode: LED)
Diode phát quang là diode phát ra ánh sáng khi được phân cực thuận. Điện áp hoạt động của LED khoảng 1,7 đến 2,2V, dòng đi qua LED khoảng từ 5mA đến 20mA. LED được sử dụng để làm đèn báo nguồn, đèn trang trí nhấp nháy, báo trạng thái có điện, v.v…
– Diode Varicap (Diode biến dung)
Diode biến dung có điện dung như tụ điện và điện dung thay đổi khi thay đổi điện áp ngược đặt vào diode.
Ứng dụng của diode biến dung Varicap (VD) trong mạch phân cực tần số
-
-
-
Trong hình trên, khi điều chỉnh áp triết VR, điện áp ngược đặt vào diode Varicap thay đổi, điện dung của diode thay đổi => làm thay đổi tần số phân cực của mạch.
-
-
-
-
-
Diode biến dung được sử dụng trong các bộ kênh truyền hình màu, trong các mạch điều chỉnh tần số phân cực bằng điện áp.
-
-
– Diode xung
Trong các nguồn xung, ở đầu ra của biến áp xung, chúng ta phải sử dụng diode xung để chỉnh lưu. Diode xung là diode làm việc ở tần số cao khoảng vài chục KHz, diode xung thường không thể thay thế cho diode thông thường, nhưng lại có thể thay thế cho diode thông thường. Diode xung có giá thành cao hơn nhiều so với diode thông thường. Về đặc điểm và hình dạng, diode xung không có gì khác biệt so với diode thông thường, tuy nhiên diode xung thường có dấu chấm nét hoặc đánh dấu bằng hai dấu tròn.
Ký hiệu của diode xung
– Diode tách sóng
Diode tách sóng là một loại diode nhỏ được làm bằng thủy tinh, còn được gọi là diode tiếp điểm vì mặt tiếp xúc giữa hai chất bán dẫn P – N nằm tại một điểm để tránh điện dung kí sinh. Diode tách sóng thường được sử dụng trong các mạch cao tần để tách sóng tín hiệu.
– Diode nắn điện (Diode chỉnh lưu)
Diode chỉnh lưu, còn được gọi là diode nắn điện, là diode dùng để chỉnh lưu trong các nguồn cấp AC 50Hz.
– Diode cầu
Diode cầu là diode có cấu trúc bên trong gồm 4 hoặc 6 diode để chỉnh lưu một pha hoặc ba pha AC thành điện áp DC.
