Mến chào mọi người dùng nhé, trong bài viết này mình và người dùng sẽ cùng nhau tìm hiểu về 1 loại trang bị điện tử mà có lẽ sẽ siêu quen thuộc đối sở hữu những bạn học chuyên ngành điện tử – truyền thông. Ấy chính là diode, là 1 loại trang bị điện tử mà chúng ta đã từng được giới thiệu sơ qua tại bộ môn kỹ thuật lớp 12. Và vì có nhiều vấn đề liên quan tới loại trang bị này người dùng chưa nắm được rõ, nên trong bài viết mình sẽ chia sẻ tới người dùng những tri thức liên quan đấy nhé. Chúng ta sẽ có những nội dung chính như diode là gì ? Phân loại và kí hiệu của diode ? Nguyên lý hoạt động ? Những nguyên tắc cần tuân thủ lúc dùng cũng như những thông tin liên quan khác. Vậy cụ thể như thế nào thì chúng ta sẽ tìm hiểu ngay sau đây nhé.
Đây là bài viết chia sẻ tri thức, bên mình ko marketing mặt hàng này. Vui lòng ko gọi điện, nhắn tin hỏi hàng. Xin cám ơn !
Diode là gì ?
Điốt (Diode) bán dẫn hay còn gọi là Điốt, là 1 trang bị điện tử bán dẫn chỉ cho phép dòng điện đi qua nó theo 1 chiều duy nhất mà ko chạy ngược lại. Điốt bán dẫn thường đều có nguyên lý cấu tạo chung là 1 khối bán dẫn loại P ghép sở hữu 1 khối bán dẫn loại N và được nối sở hữu 2 chân ra là anode và cathode. Ổ chỉnh lưu là 1 ổ điện điện tử chứa những trang bị điện tử có tác dụng biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện 1 chiều. Ổ chỉnh lưu được dùng trong những bộ nguồn 1 chiều hoặc ổ tách sóng tín hiệu vô tuyến trong những thiết bị vô tuyến. Trong ổ chỉnh lưu thường chứa những Điốt bán dẫn để điều khiển dòng điện và những đèn chỉnh lưu thủy ngân hoặc những trang bị khác.
Điốt là trang bị bán dẫn trước tiên. Khả năng chỉnh lưu của tinh thể được nhà cơ vật lý người Đức Ferdinand Braun tìm ra 5 1874. Điốt bán dẫn trước tiên được vươn lên là vào khoảng 5 1906 được khiến từ những tinh thể khoáng vật như galena. Ngày nay gần như những đi ốt được khiến từ silic, nhưng những chất bán dẫn khác như selen hoặc germani thỉnh thoảng cũng được dùng.
Những điốt tín hiệu và chuyển ổ bé có công suất và xếp hạng dòng điện thấp hơn nhiều, khoảng 150mA, cao nhất} 500mW so sở hữu điốt chỉnh lưu, nhưng chúng có thể hoạt động phải chăng hơn trong những ứng dụng tần số cao hoặc trong những ứng dụng cắt và chuyển đổi xử lý những dạng sóng xung thời kì ngắn.
Có những loại diode nào ?
Chúng ta sẽ có 1 số loại điốt thường thấy trên thị trường cũng như sau:
- Điốt chỉnh lưu: thường hoạt động tại dải tần thấp, chịu được dòng điện lớn và có áp ngược chịu đựng dưới 1000V. Những diode này chủ yếu để dùng chỉnh lưu dòng điện xoay chiều sang 1 chiều.
- Điốt phát quang (đèn LED): là những đèn LED được dùng nhiều khiến đèn chiếu sáng, đèn báo hiệu, đèn quảng bá
- Điốt quang (photodiode)
- Điốt Schottky
- Điốt hạn xung 2 chiều (TVS): là những diode có tần số đáp ứng cao từ vài chục kilo Hecz tới cả Mega Hezt. Những diode này thường được dùng nhiều trong những bo nguồn xung, những thiết bị điện tử cao tần.
- Điốt tunnel (tunnel diode)
- Điốt biến dung (Varicap): Diode biến dung hay Varicap là loại điốt bán dẫn có nhiệm vụ biến đổi điện dung. Nó được tạo ra để giống như tụ điện có khả năng thay đổi đổi điện dung. Diode biến dung điều chỉnh mức điện dung tới vài chục pF, được ứng dụng cho những ổ điều hưởng tần số cao ( khoảng 50 MHz trở lên ).
- Điốt zener: (điốt Zener) hay còn gọi sở hữu mẫu tên khác là điốt đánh thủng – điốt ổn áp… Đây là 1 loại điốt bán dẫn khiến việc tại chế độ phân cực ngược trên vùng điện áp đánh thủng (breakdown). Loại này được chế tạo nhằm phần đích tối ưu để hoạt động phải chăng trong miền đánh thủng. Chúng được dùng siêu nhiều trong những ổ nguồn điện áp thấp bởi đặc tính ổn áp của nó. Đây là 1 diode có chức năng hoạt động siêu đặc biệt vì có thể cho dòng điện chạy từ Ok sang A ví dụ như nguồn điện áp đủ lớn hơn điện áp ghim của nó. Lúc có dòng điện ngược chạy qua thì nó ghim lại 1 điện áp ghim như thông số trên datasheet của nó.
Những kí hiệu của điốt là gì ?
Dưới đây là 1 số kí hiệu của những diode thường dùng hiện nay:
Nguyên lý hoạt động của diode là gì ?
Khối bán dẫn loại P chứa nhiều quạt trống tự động do mang trong mình điện tích dương nên lúc ghép sở hữu khối bán dẫn N (chứa những điện tử tự động do) thì những quạt trống này có xu hướng chuyển động khuếch tán sang khối N. Cùng lúc khối P lại nhận thêm những điện tử (điện tích âm) từ khối N chuyển sang. Kết quả là khối P tích điện âm (thiếu hụt quạt trống và dư thừa điện tử) trong lúc khối N tích điện dương (thiếu hụt điện tử và dư thừa quạt trống). Trên biên giới 2 bên mặt tiếp giáp, 1 số điện tử bị quạt trống lôi kéo và lúc chúng tiến lại sắp nhau, chúng có xu hướng hài hòa sở hữu nhau tạo thành những nguyên tử trung hòa. Quy trình này có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng (hay những bức xạ điện từ có bước sóng sắp ấy).
Sự tích điện âm bên khối P và dương bên khối N hình thành 1 điện áp gọi là điện áp tiếp xúc (UTX). Điện trường sinh ra bởi điện áp có hướng từ khối n tới khối p nên cản trở chuyển động khuếch tán và như vậy sau 1 thời kì đề cập từ lúc ghép 2 khối bán dẫn sở hữu nhau thì quy trình chuyển động khuếch tán chấm dứt và tồn tại điện áp tiếp xúc. Lúc này ta nói tiếp xúc P-N tại trạng thái cân bằng. Điện áp tiếp xúc tại trạng thái cân bằng khoảng 0.7V đối sở hữu điốt khiến bằng bán dẫn Si và khoảng 0.3V đối sở hữu điốt khiến bằng bán dẫn Ge.
2 bên mặt tiếp giáp là vùng những điện tử và quạt trống dễ gặp nhau nhất nên quy trình tái hợp thường xảy ra tại vùng này hình thành những nguyên tử trung hòa. Vì vậy vùng biên giới tại 2 bên mặt tiếp giáp siêu hiếm những hạt dẫn điện tự động do nên được gọi là vùng nghèo (depletion area). Vùng này ko dẫn điện phải chăng, trừ phi điện áp tiếp xúc được cân bằng bởi điện áp bên bên cạnh. Đây là cốt lõi hoạt động của điốt.
Ví dụ đặt điện áp bên bên cạnh ngược sở hữu điện áp tiếp xúc, sự khuếch tán của những điện tử và quạt trống ko bị ngăn trở bởi điện áp tiếp xúc nữa và vùng tiếp giáp dẫn điện phải chăng. Ví dụ đặt điện áp bên bên cạnh cùng chiều sở hữu điện áp tiếp xúc, sự khuếch tán của những điện tử và quạt trống càng bị ngăn lại và vùng nghèo càng trở nên nghèo hạt điện tự động do. Nói bí quyết khác điốt chỉ cho phép dòng điện qua nó lúc đặt điện áp theo 1 hướng nhất định.
Điốt chỉ dẫn điện theo 1 chiều từ anode sang cathode. Theo nguyên lý dòng điện chảy từ nơi có điện thế cao tới nơi có điện thế thấp, muốn có dòng điện qua điốt theo chiều từ nơi có điện thế cao tới nơi có điện thế thấp, cần cần đặt tại anode 1 điện thế cao hơn tại cathode. Lúc ấy ta có UAK > 0 và ngược chiều sở hữu điện áp tiếp xúc (Utiếp xúc). Như vậy muốn có dòng điện qua điốt thì điện trường do UAK sinh ra cần mạnh hơn điện trường tiếp xúc, tức là: UAK >UTX. Lúc ấy 1 phần của điện áp UAK dùng để cân bằng sở hữu điện áp tiếp xúc (khoảng 0.6V), phần còn lại dùng để tạo dòng điện thuận qua điốt.
Lúc UAK > 0, ta nói điốt phân cực thuận và dòng điện qua điốt lúc ấy gọi là dòng điện thuận (thường được ký hiệu là IF tức I-FORWARD hoặc ID tức I-DIODE). Dòng điện thuận có chiều từ anode sang cathode. Lúc UAK đã đủ cân bằng sở hữu điện áp tiếp xúc thì điốt trở nên dẫn điện siêu phải chăng, tức là điện trở của điốt lúc ấy siêu thấp (tầm khoảng vài chục Ohm). Do vậy phần điện áp để tạo ra dòng điện thuận thường bé hơn nhiều so sở hữu phần điện áp dùng để cân bằng sở hữu Utiếp xúc. Thông thường phần điện áp dùng để cân bằng sở hữu Utiếp xúc cần khoảng 0.6V và phần điện áp tạo dòng thuận khoảng 0.1V tới 0.5V tùy thuộc} theo dòng thuận vài chục mA hay lớn tới vài Ampere. Như vậy giá trị của UAK đủ để có dòng qua điốt khoảng 0.6V tới 1.1V. Ngưỡng 0.6V là ngưỡng điốt khởi đầu dẫn và lúc UAK = 0.7V thì dòng qua Diode khoảng vài chục mA.
Những nguyên tắc cần tuân thủ lúc dùng diode là gì ?
Ví dụ Diode còn phải chăng thì nó ko dẫn điện theo chiều ngược cathode sang anode. Thực tế là vẫn tồn tại dòng ngược ví dụ điốt bị phân cực ngược sở hữu hiệu điện thế lớn. Tuy nhiên dòng điện ngược siêu bé (cỡ μA) và thường ko cần lưu ý trong những ứng dụng công nghiệp. Mọi điốt chỉnh lưu đều ko dẫn điện theo chiều ngược nhưng ví dụ điện áp ngược quá lớn (VBR là ngưỡng chịu đựng của Diode) thì điốt bị đánh thủng, dòng điện qua điốt nâng cao nhanh và đốt cháy điốt. Vì vậy lúc dùng cần tuân thủ những điều kiện sau đây:
- Dòng điện thuận qua điốt ko được lớn hơn giá trị cao nhất} cho phép (do nhà chế tạo phân phối, có thể tra cứu trong những tài liệu của hãng chế tạo để xác định).
- Điện áp phân cực ngược (tức UKA) ko được lớn hơn VBR (ngưỡng đánh thủng của điốt, cũng do nhà chế tạo phân phối).
Thí dụ điốt 1N4007 có thông số kỹ thuật do hãng chế tạo phân phối như sau: VBR=1000V, IFmax = 1A, VF¬ = 1.1V lúc IF = IFmax. Những thông số trên cho biết:
- Dòng điện thuận qua điốt ko được lớn hơn 1A.
- Điện áp ngược cực đại đặt lên điốt ko được lớn hơn 1000V.
- Điện áp thuận (tức UAK)có thể nâng cao tới 1.1V ví dụ dòng điện thuận bằng 1A. Cũng cần lưu ý rằng đối sở hữu những điốt chỉnh lưu nói chung thì lúc UAK = 0.6V thì điốt đã khởi đầu dẫn điện và lúc UAK = 0.7V thì dòng qua điốt đã đạt tới vài chục mA.
Đặc tuyến Volt-Ampere của diode là gì ?
Đặc tuyến Volt-Ampere của Diode có dạng là đồ thị mô tả quan hệ giữa dòng điện qua điốt theo điện áp UAK đặt vào nó. Có thể chia đặc tuyến này thành 2 giai đoạn:
- Giai đoạn ứng sở hữu UAK = 0.7V > 0 mô tả quan hệ dòng áp lúc điốt phân cực thuận.
- Giai đoạn ứng sở hữu UAK = 0.7V< 0 mô tả quan hệ dòng áp lúc điốt phân cực nghịch.
(UAK lấy giá trị 0,7V chỉ đúng sở hữu những điốt Si, sở hữu điốt Ge thông số này khác)
Lúc điốt được phân cực thuận và dẫn điện thì dòng điện chủ yếu phụ thuộc vào điện trở của ổ bên cạnh (được mắc nối tiếp sở hữu điốt). Dòng điện phụ thuộc siêu ít vào điện trở thuận của điốt vì điện trở thuận siêu bé, thường ko đáng đề cập so sở hữu điện trở của ổ điện.
Ổ chỉnh lưu của diode là gì ?
Ổ chỉnh lưu là 1 ổ điện bao gồm những trang bị điện điện tử được dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện 1 chiều. Ổ chỉnh lưu có thể được dùng trong những bộ nguồn phân phối dòng điện 1 chiều, hoặc trong những ổ tách sóng tín hiệu vô tuyến điện trong những thiết bị vô tuyến. Phần tử hăng hái trong ổ chỉnh lưu có thể là những điốt bán dẫn, những đèn chỉnh lưu thủy ngân hoặc những trang bị khác.
Những loại ổ chỉnh lưu:
Ổ chỉnh lưu nửa sóng:
1 ổ chỉnh lưu nửa sóng chỉ 1 trong nửa chu kỳ dương hoặc âm có thể dễ dàng đi ngang qua điốt, trong lúc nửa kia sẽ bị khóa, tùy thuộc} thuộc vào chiều lắp đặt đặt của điốt. Vì chỉ có 50% chu kỳ được chỉnh lưu, nên ổ chỉnh lưu nửa sóng có hiệu suất truyền công suất siêu thấp. Ổ chỉnh lưu nửa sóng có thể lắp đặt bằng chỉ 1 đi ốt bán dẫn trong những ổ nguồn 1 pha.
Ổ chỉnh lưu toàn sóng:
Ổ chỉnh lưu toàn sóng là ổ có khả năng biến đổi cả 2 thành phần cực tính của dạng sóng đầu vào thành 1 chiều. Do ấy nó có hiệu suất cao hơn. Tuy nhiên trong ổ điện ko có điểm giữa của biến áp người ta sẽ cần tới 4 điốt thay đổi vì 1 như trong ổ chỉnh lưu nửa sóng. Điều này có nghĩa là đầu cực của điện áp ra sẽ cần tới 2 điốt để chỉnh lưu, thí dụ như 1 cho trường hợp điểm X dương, và 1 cho trường hợp điểm X âm. Đầu ra còn lại cũng cần chính xác như thế, kết quả là cần cần tới 4 điốt. Những điốt dùng cho kiểu nối này gọi là cầu chỉnh lưu.
Bộ chỉnh lưu toàn sóng biến đổi cả 2 nửa chu kỳ thành 1 điện áp đầu ra có 1 chiều duy nhất: dương (hoặc âm) vì nó chuyển hướng đi của dòng điện của nửa chu kỳ âm (hoặc dương) của dạng sóng xoay chiều. Nửa còn lại sẽ hài hòa sở hữu nửa kia thành 1 điện áp chỉnh lưu hoàn chỉnh. Đối sở hữu nguồn xoay chiều 1 pha, ví dụ dùng biến áp có điểm giữa, chỉ cần 2 điốt nối đấu lưng sở hữu nhau (nghĩa là anốt sở hữu anốt hoặc catốt sở hữu catốt) có thể thành 1 ổ chỉnh lưu toàn sóng.
1 ổ chỉnh lưu dùng đèn chân ko thông thường dùng 1 đèn có 1 catốt và 2 anốt trong cùng 1 vỏ bọc; Trong trường hợp này, 2 điốt chỉ cần 1 bóng chân ko. Những đèn 5U4 và 5Y3 là những thí dụ thông dung nhất cho kiểu ổ này. Ổ điện bố pha cần tới 6 điốt. Thông thường cần 3 cặp, nhưng ko cần cùng loại sở hữu điốt đôi dùng trong chỉnh lưu 1 pha toàn sóng. Thay đổi vào ấy người ta dùng cặp điốt nối tiếp sở hữu nhau (catốt nối sở hữu anốt). Thường thì những điốt đôi sẽ được bố trí ra 4 chân, để có thể tùy thuộc} ý đấu nối cho ổ chỉnh lưu toàn sóng 1 pha, hay ổ cầu 1 pha và bố pha.
Những ứng dụng thường dùng nhất của diode:
Sẽ có siêu nhiều đi điốt khác nhau sở hữu những môi trường và phạm vi ứng dụng khác nhau, tuy nhiên thì theo mình nghĩ chúng sẽ được dùng nhiều trong những trường hợp sau:
- Dùng để chỉnh lưu dòng điện: Biến dòng điện xoay chiều thành dòng điện 1 chiều
- Dùng để giảm áp: Ta biết rằng sau thời điểm dòng điện đi qua diode thì từng 1 diode sẽ gây ra 1 sụt áp trên nó. Trong nhiều trường hợp người ta dùng đặc tính này để giảm áp. Thí dụ bạn có 1 mẫu đài chạy 3V mà có cục sạc 5V thì bạn có thể đấu nối tiếp 3 con diode sở hữu nhau rồi đấu sở hữu đầu 5V . Tại đầu ra cuối cùng của diode có 1 điện áp khoảng sắp bằng 3V
- Dùng để bảo vệ chống cắm nhầm cực: Siêu nhiều thiết bị điện tử 1 chiều ko cho phép cấp nguồn ngược cực. Ví dụ ngược cực thì thiết bị sẽ hỏng ngay. Để bảo vệ thiết bị được an toàn người ta đấu thêm vào 1 diode trước lúc bắt ra cực của thiết bị để chỉ cho phép dòng điện đi theo 1 chiều duy nhất. Lúc ấy dù bạn có cấp nguồn ngược cực tính thì thiết bị vẫn được an toàn.
Lời kết:
Trên đây là 1 số thông tin và tri thức cơ bản về diode là gì ? Hy vọng nó sẽ cần thiết cho những bạn đang cần tìm hiểu. Vì là tri thức cá nhân cũng như thu thập được trên những trang mạng nên ko thể giảm thiểu khỏi sai sót, siêu mong được sự đóng góp của người dùng để bài viết được hoàn hảo hơn.
Web site: congnghedoluong.com và sentayho.com.vn
Đây là bài viết chia sẻ tri thức, bên mình ko marketing mặt hàng này. Vui lòng ko gọi điện, nhắn tin hỏi hàng. Xin cám ơn !
