Khái niệm, cấu tạo, hoạt động và cách phân cực cho Diode
Diode là một linh kiện điện tử khá là quen thuộc, dường như trong các thiết bị điện, điện tử mà chúng ta sử dụng hằng ngày, rất nhiều vật dụng có sử dụng diode. Tuy nhiên ít ai biết đến sự tồn tại của nó cũng như thông tin chi tiết về nó vẫn còn là một ẩn số với nhiều người. Vậy thì chần chờ gì nữa hãy cùng cửa hàng linh kiện điện tử Vietnic Đà Nẵng tìm hiểu về loại linh kiện điện tử bán dẫn này trong bài viết hôm nay nhé!
Diode là gì?
Diode 1N5399 - linh kiện điện tử Vietnic
Diode hay còn gọi là Điốt hay điốt bán dẫn là các linh kiện điện tử thụ động và phi tuyến, nó chỉ cho phép dòng điện đi qua nó theo một chiều mà không theo chiều ngược lại, sử dụng các tính chất của các chất bán dẫn.
* Ký hiệu và hình dạng của Diode:
Diode có ký hiệu và hình dáng như sau:
Ký hiệu và hình dáng của Diode - cửa hàng linh kiện điện tử Vietnic
Cấu tạo của Diode
Diode là một linh kiện điện tử bán dẫn, do đó nó được chế tạo bởi hợp chất giữa Silic, Photpho và Bori. 3 nguyên tố này được pha tạp với nhau tạo ra hai lớp bán dẫn loại P và loại N được tiếp xúc với nhau.Tại bề mặt tiếp xúc, các điện tử dư thừa trong bán dẫn N khuếch tán sang vùng bán dẫn P để lấp vào các lỗ trống => tạo thành một lớp Ion trung hoà về điện => lớp Ion này tạo thành miền cách điện giữa hai chất bán dẫn.
Các bạn xem hình:
Cấu tạo của diode - linh kiện điện tử Vietnic
Cực của diode đấu với lớp P được gọi là Anot (kí hiệu là A), cực còn lại đấu với lớp N được gọi là Catot (kí hiệu là K). Đặc tính cơ bản nhất của một diode đó là chỉ cho phép dòng điện đi từ A sang K.
Nguyên lý làm việc của diode
Nguyên tắc hoạt động của diode bán dẫn
Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của diode bán dẫn
(1) Khối bán dẫn loại P chứa nhiều lỗ trống tự do mang điện tích dương nên khi ghép với khối bán dẫn loại N (chứa các điện tử tự do) thì các lỗ trống này có xu hướng chuyển động khuếch tán sang khối N. Cùng lúc đó, khối P lại nhận thêm các điện tử (điện tích âm) từ khối N chuyển sang. Kết quả là khối P tích điện âm (thiếu hụt lỗ trống và dư thừa điện tử) trong khi khối N tích điện dương (thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống).
Sự tích điện âm bên khối P và dương bên khối N hình thành một điện áp gọi là điện áp tiếp xúc (UTX). Điện trường sinh ra bởi điện áp có hướng từ khối N đến khối P nên cản trở chuyển động khuếch tán và như vậy sau một thời gian kể từ lúc ghép 2 khối bán dẫn với nhau thì quá trình chuyển động khuếch tán chấm dứt và tồn tại điện áp tiếp xúc. Lúc này ta nói tiếp xúc P-N ở trạng thái cân bằng. Điện áp tiếp xúc ở trạng thái cân bằng khoảng 0.6V đối với điốt làm bằng bán dẫn Si và khoảng 0.3V đối với điốt làm bằng bán dẫn Ge.
(2) Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp, một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúng tiến lại gần nhau, chúng có xu hướng kết hợp với nhau tạo thành các nguyên tử trung hòa. Và lúc này vùng biên giới ở hai bên mặt tiếp giáp được gọi là vùng nghèo do rất hiếm các hạt dẫn điện tự do. Vùng này không dẫn điện tốt, trừ khi điện áp tiếp xúc được cân bằng bởi điện áp bên ngoài. Quá trình này có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng (hay các bức xạ điện từ có bước sóng gần đó).
(3) Nếu đặt điện áp bên ngoài ngược với điện áp tiếp xúc, sự khuếch tán của các điện tử và lỗ trống không bị ngăn trở bởi điện áp tiếp xúc nữa và vùng tiếp giáp dẫn điện tốt. Nếu đặt điện áp bên ngoài cùng chiều với điện áp tiếp xúc, sự khuếch tán của các điện tử và lỗ trống càng bị ngăn lại và vùng nghèo càng trở nên nghèo hạt dẫn điện tự do. Nói cách khác điốt chỉ cho phép dòng điện qua nó khi đặt điện áp theo một hướng nhất định.
→ Điện áp ngoài ngược chiều điện áp tiếp xúc tạo ra dòng điện. Điện áp ngoài cùng chiều điện áp tiếp xúc ngăn dòng điện.
=> Đây là cốt lõi hoạt động của điốt.
Có thể bạn quan tâm: Cửa hàng cung cấp linh kiện điện tử uy tín tại Đà Nẵng.
* Tính chất của Diode
Tính chất của Diode
Như đã nói ở trên, Điốt chỉ dẫn điện theo một chiều từ Anot sang Catot.
Theo nguyên lý dòng điện chảy từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp, muốn có dòng điện qua điốt theo chiều từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp, cần phải đặt ở Anot một điện thế cao hơn ở Catot.
+ Khi đó ta có UAK > 0 và ngược chiều với điện áp tiếp xúc (UTX). Như vậy muốn có dòng điện qua điốt thì điện trường do UAK sinh ra phải mạnh hơn điện trường tiếp xúc, tức là: UAK >UTX. Khi đó một phần của điện áp UAK dùng để cân bằng với điện áp tiếp xúc (khoảng 0.6V), phần còn lại dùng để tạo dòng điện thuận qua điốt.
+ Khi UAK > 0, ta nói điốt phân cực thuận và dòng điện qua điốt lúc đó gọi là dòng điện thuận (thường được ký hiệu là IF tức IFORWARD hoặc ID tức IDIODE). Dòng điện thuận có chiều từ Anot sang Catot.
+ Khi UAK đã đủ cân bằng với điện áp tiếp xúc thì điốt trở nên dẫn điện rất tốt, tức là điện trở của điốt lúc đó rất thấp (khoảng vài chục Ohm). Do vậy phần điện áp để tạo ra dòng điện thuận thường nhỏ hơn nhiều so với phần điện áp dùng để cân bằng với UTX. Thông thường phần điện áp dùng để cân bằng với UTX cần khoảng 0.6V và phần điện áp tạo dòng thuận khoảng 0.1V đến 0.5V tùy theo dòng thuận vài chục mA hay lớn đến vài Ampe. Như vậy giá trị của UAK đủ để có dòng qua điốt khoảng 0.6V đến 1.1V. Ngưỡng 0.6V là ngưỡng điốt bắt đầu dẫn và khi UAK = 0.7V thì dòng qua Diode khoảng vài chục mA.
Cửa hàng linh kiện điện tử Vietnic vừa giới thiệu đến các bạn nguyên lý hoạt động của Diode, tiếp theo Vietnic sẽ giới thiệu đến các bạn cách phân cực cho diode.
Cách phân cực cho Diode
Phân cực thuận cho Diode
Khi ta cấp điện áp dương (+) vào Anot và điện áp âm (-) vào Catot, khi đó dưới tác dụng tương tác của điện áp, miền cách điện thu hẹp lại.
+ Khi điện áp chênh lệch giữa hai cực đạt 0,6V (với Diode loại Si) hoặc 0,2V (với Diode loại Ge) thì diện tích miền cách điện giảm bằng không => Diode bắt đầu dẫn điện.
+ Nếu tiếp tục tăng điện áp nguồn thì dòng qua Diode tăng nhanh nhưng chênh lệch điện áp giữa hai cực của Diode không tăng (vẫn giữ ở mức 0,6V)
→ Khi Diode (loại Si) được phân cực thuận, nếu điện áp phân cực thuận < 0,6V thì chưa có dòng đi qua Diode, nếu áp phân cực thuận đạt 0,6V thì có dòng đi qua Diode sau đó dòng điện qua Diode tăng nhanh nhưng sụt áp thuận vẫn giữ ở giá trị 0,6V.
Phân cực thuận cho diode
Đường đặc tuyến của điện áp thuận qua Diode
Phân cực ngược cho Diode
Khi phân cực ngược cho Diode tức là cấp nguồn (+) vào Catot và nguồn (-) vào Anot, dưới sự tương tác của điện áp ngược, miền cách điện càng rộng ra và ngăn cản dòng điện đi qua mối tiếp giáp. Diode có thể chịu được điện áp ngược khoảng 1000V thì diode bị đánh thủng.
Phân cực ngược cho Diode
Có thể bạn quan tâm: Cách sử dụng đồng hồ vạn năng điện tử để đo và kiểm tra diode.
Khái niệm, cấu tạo, hoạt động và cách phân cực cho Diode đã được chia sẻ đến các bạn. Hẳn là các bạn cũng đã hiểu hơn về loại linh kiện điện tử này rồi đúng không nào! Có bạn nào học điện, điện tử cần mua diode để thực hành hay bạn nào sửa chữa điện tử cần đến diode mà không biết mua ở đâu không? Nếu có thì hãy đọc tiếp nhé!
Mua diode ở đâu chất lượng?
Hầu hết các cửa hàng bán linh kiện điện tử đều có bán diode. Tuy nhiên diode đó có chất lượng hay không, có chính hãng hay không và giá có mềm hay không thì là một chuyện khác. Đối với sinh viên hay đối với bất kỳ ai sửa chữa điện tử công nghiệp tại Đà Nẵng đều mong muốn tìm một địa chỉ có thể mua được những linh kiện điện tử chất lượng chút, giá mềm chút. Đó là đâu?
Cửa hàng linh kiện điện tử Vietnic chuyên cung cấp các loại linh kiện điện tử, nguồn tổ ong, Modules Arduino, LED quảng cáo tại Đà Nẵng. Với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực cung cấp linh kiện điện tử tại Đà Nẵng, Vietnic là địa chỉ đáng tin cậy cho mọi người. Đến Vietnic ngay để mua được diode và các linh kiện điện tử khác với giá ưu đãi.
Kết luận
Đối với những người theo học điện, điện tử thì nhất định phải biết về cấu tạo, về nguyên lý hoạt động và cách phân cực cho diode rồi, còn những người khác nếu không học mà vô tình biết được thì cũng tốt đúng không nào, lỡ chúng bạn chém gió còn biết mà chém lại hay lỡ thiết bị gì đó hư do diode thì còn biết chứ. Tóm lại, dù bạn là ai thì cũng nên lưu lại những kiến thức hữu ích này, sẽ có lúc bạn cần nó đấy!
Xem thêm các bài viết hữu ích:
1. Giới thiệu về Arduino và ứng dụng arduino
2. Giới thiệu về điện trở, phân loại và ứng dụng
3. Phân loại, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy biến tần
4. Giới thiệu chung về cảm biến và cảm biến công nghiệp
