Diode là gì? Kí hiệu, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, chức năng của Đi ố | Điện tử Phương Dũng

Ngày nay, nhờ sự phát triển của công nghệ bán dẫn, nhiều thiết bị điện tử ra đời, giúp mọi thứ trở nên nhỏ gọn và tiện lợi. Trong số đó, một linh kiện không thể thiếu và rất đặc biệt là diode (đi-ốt). Vậy Diode bán dẫn là gì? Nó cấu trúc, chức năng và hoạt động như thế nào?

Diode là gì?

Diode (phát âm là diode) hay diode là một thiết bị điện tử bán dẫn được làm bằng hỗn hợp silicon, phốt pho và bo cho phép dòng điện chỉ chạy theo một hướng và ngăn dòng điện chạy theo hướng ngược lại. ..

Ký hiệu điện cho điốt

Loại Diode

Có nhiều loại điốt được sử dụng cho các mục đích khác nhau.

• Điốt phát sáng (led)
• Điốt quang (Điốt quang)
• Điốt Schottky
• Điốt giới hạn xung 2 chiều
• Diode biến đổi
• Diode Zener
• Diode Laser

& gt; & gt; Vật tư tiêu hao cho máy cắt dây CNC

Cấu trúc và Nguyên tắc Hoạt động

Cấu trúc

Xem Thêm : Hướng dẫn cách tra cứu mã định danh học sinh nhanh nhất

Cấu trúc của một điốt bao gồm hai chất bán dẫn loại p và loại n được kết nối với nhau, cực dương và cực âm, với miền cách điện (ion trung hòa về điện) ở giữa

Cách hoạt động

Khối bán dẫn p chứa nhiều lỗ trống tự do tích điện dương nên các lỗ trống này có xu hướng khuếch tán vào khối n khi ghép với khối bán dẫn n. Đồng thời, khối p nhận thêm êlectron (điện tích âm) từ khối n. Kết quả là khối p tích điện âm (thiếu lỗ trống và thừa electron), còn khối n tích điện dương (thiếu electron và thừa lỗ trống).

Tại ranh giới ở cả hai phía của đường giao nhau, một số điện tử bị các lỗ trống hút và khi chúng đến gần nhau, có xu hướng kết hợp để tạo thành các nguyên tử trung hòa. Quá trình này có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng, tạo ra điện áp tiếp xúc.

Điện tích âm của khối p và điện tích dương của khối n tạo thành một hiệu điện thế gọi là hiệu điện thế tiếp xúc (utx). Điện trường do hiệu điện thế tạo ra đi từ khối n sang khối p nên cản trở chuyển động khuếch tán nên sau khi ghép hai khối bán dẫn với nhau một thời gian thì chuyển động khuếch tán dừng lại và tồn tại ở hiệu điện thế tiếp xúc. Bây giờ chúng ta nói rằng đường giao nhau p-n ở trạng thái cân bằng. Điện áp tiếp xúc cân bằng là khoảng 0,6v đối với điốt silicon và khoảng 0,3v đối với điốt bán dẫn địa lý. Điện áp bên ngoài ngược chiều với điện áp cảm ứng tạo ra dòng điện.

Hai mặt của đường giao nhau là vùng mà các điện tử và lỗ trống có khả năng gặp nhau nhiều nhất, do đó, sự tái tổ hợp thường xảy ra ở vùng này để tạo thành các nguyên tử trung hòa. Do đó, các vùng biên ở hai phía tiếp giáp có rất ít hạt dẫn điện tự do nên được gọi là vùng cạn kiệt. Khu vực này không dẫn điện tốt trừ khi điện áp tiếp xúc được cân bằng bởi điện áp bên ngoài. Đây là trung tâm hoạt động của diode. Điện áp bên ngoài cùng chiều với điện áp cảm ứng chặn dòng điện

Nếu đặt một điện áp bên ngoài ngược chiều với điện áp tiếp giáp, sự khuếch tán của các điện tử và lỗ trống không còn bị cản trở bởi điện áp cảm ứng và vùng tiếp giáp dẫn điện tốt. Nếu một điện áp bên ngoài được đặt cùng chiều với điện áp tiếp xúc, sự khuếch tán của các điện tử và lỗ trống bị chặn, và các khu vực kém của các hạt dẫn điện tự do trở nên tồi tệ hơn. Nói cách khác, một diode sẽ chỉ cho phép dòng điện chạy qua nó khi một điện áp được đặt vào một hướng nhất định.

Đặc tính của diode điện áp-ampe

Đặc tính vôn-ampe của điốt là đồ thị mô tả mối quan hệ giữa dòng điện qua điốt và điện áp uak đặt vào nó. Tính năng này có thể được chia thành hai giai đoạn:

Xem Thêm : Ổ cứng mạng NAS là gì? Tính năng, lợi ích và các lưu ý khi mua NAS – Thegioididong.com

• pha cho uak = 0,7v> 0 mô tả mối quan hệ điện áp-dòng điện khi diode được phân cực thuận.
• pha tương ứng với uak = 0,7v <; 0 mô tả mối quan hệ điện áp-dòng điện khi diode được phân cực ngược.

(uak chỉ mất 0,7v cho diode si, khác với diode ge)

Khi diode được phân cực thuận và dẫn, dòng điện chủ yếu được xác định bởi điện trở của mạch bên ngoài (mắc nối tiếp với diode). Cường độ dòng điện hầu như không phụ thuộc vào điện trở thuận của diode, vì điện trở thuận rất nhỏ, thường không đáng kể so với điện trở của mạch.

Các thông số diode quan trọng cần nhớ

Đánh giá dòng điện qua diode: Đây là thông số đầu tiên cần xem xét trước khi chúng ta sử dụng diode trong mạch. Mỗi diode chỉ cho phép một dòng điện tối đa nhất định chạy qua nó. Dòng điện định mức này còn được gọi là nếu. Nếu có một diode trong mạch có dòng điện lớn hơn if của nó thì diode đó sẽ chết. Ví dụ, diode chỉnh lưu 1n4007 có if = 1a. Xem bảng dưới đây.

Điện áp chịu ngược: Khi phân cực ngược, diode không cho dòng điện chạy qua, nhưng có nghĩa là nó phải chịu được điện áp ngược đặt giữa hai cực của katot và cực dương. Giả sử bạn có nguồn điện một chiều với giá trị điện áp khoảng 60v. Bạn chỉ cần nối diode 1n4001 anode với nguồn (-) và katot với nguồn (+), diode sẽ bị phá hủy ngay lập tức ngay cả khi nó không dẫn điện do phân cực ngược nhưng điện áp chịu ngược của nó chỉ là 50v (xem bề mặt bên dưới). Xem biểu dữ liệu để biết điện áp chịu ngược của mỗi diode, ký hiệu là vrrm.

Đáp ứng tần số của điốt: Mỗi điốt chỉ hoạt động ở một tần số tín hiệu cho phép. Nếu một diode chỉ có thể chịu được tần số thấp và được kết nối với mạch tần số cao, diode sẽ bị hỏng.

Ứng dụng của điốt trong đời sống hàng ngày

Do bản chất chỉ cho phép dòng điện chạy theo một chiều, điốt được sử dụng để chỉnh lưu, biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Ngoài ra, nó còn được sử dụng trong các mạch dạng sóng, mạch chân phân cực áp cho hoạt động của transistor.