Điốt
1 - Chất bán dẫn
1.1 - Chất bán dẫn là
gì ?
Chất bán dẫn là nguyên liệu để sản xuất ra các loại linh kiện bán dẫn
như Diode, Transistor, IC mà ta đã thấy trong các thiết bị điện tử
ngày nay.
Chất bán dẫn là những chất
có đặc điểm trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện, về phương
diện hoá học thì bán dẫn là những chất có 4 điện tử ở lớp ngoài cùng của
nguyên tử. đó là các chất Germanium ( Ge) và Silicium
(Si)
Từ các chất bán dẫn ban đầu
( tinh khiết) người ta phải tạo ra hai loại bán dẫn là bán dẫn loại N và
bán dẫn loại P, sau đó ghép các miếng bán dẫn loại N và P lại ta thu được
Diode hay Transistor.
Si và Ge đều có hoá trị 4,
tức là lớp ngoài cùng có 4 điện tử, ở thể tinh khiết các nguyên tử Si (Ge)
liên kết với nhau theo liên kết cộng hoá trị như hình dưới.
Chất bán dẫn tinh khiết .
1.2 - Chất bán dẫn
loại N
* Khi ta pha một lượng nhỏ
chất có hoá trị 5 như Phospho (P) vào chất bán dẫn Si thì một nguyên tử P
liên kết với 4 nguyên tử Si theo liên kết cộng hoá trị, nguyên tử Phospho
chỉ có 4 điện tử tham gia liên kết và còn dư một điện tử và trở thành điện
tử tự do => Chất bán dẫn lúc này trở thành thừa điện tử ( mang điện âm)
và được gọi là bán dẫn N (Negative : âm ).
Chất bán dẫn N
1.3 - Chất bán dẫn
loại P
Ngược lại khi ta pha thêm
một lượng nhỏ chất có hoá trị 3 như Indium (In) vào chất bán dẫn Si
thì 1 nguyên tử Indium sẽ liên kết với 4 nguyên tử Si theo liên kết
cộng hoá trị và liên kết bị thiếu một điện tử => trở thành lỗ
trống ( mang điện dương) và được gọi là chất bán dẫn P.
Chất bán dẫn P
2.1 - Tiếp giáp P - N và
Cấu tạo của Diode bán dẫn.
Khi đã có được hai chất bán dẫn là P và N , nếu
ghép hai chất bán dẫn theo một tiếp giáp P - N ta được một Diode, tiếp
giáp P -N có đặc điểm : Tại bề mặt tiếp xúc, các điện tử dư thừa
trong bán dẫn N khuyếch 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.
Mối tiếp xúc P - N =>
Cấu tạo của Diode .
* Ở hình trên là mối tiếp
xúc P - N và cũng chính là cấu tạo của Diode bán dẫn.
Ký hiệu và hình dáng của
Diode bán dẫn.
2.2 - Phân cực thuận
cho Diode.
Khi ta cấp điện áp dương (+) vào Anôt ( vùng bán dẫn P ) và điện
áp âm (-) vào Katôt ( vùng bán dẫn N ) , khi đó dưới tác dụng tương tác
của điện áp, miền cách điện thu hẹp lại, khi điện áp chênh lệch giữ 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 )
Diode (Si) phân cực
thuận - Khi Dode dẫn
điện áp thuận đựơc gim ở mức 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 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 .
2.3 - Phân cực ngược cho
Diode.
Khi phân cực ngược cho
Diode tức là cấp nguồn (+) vào Katôt (bán dẫn N), nguồn (-) vào Anôt
(bán dẫn P), 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 chiu được điện áp ngược rất lớn khoảng 1000V thì diode mới bị đánh
thủng.
Diode chỉ bị cháy khi áp
phân cực ngựơc tăng > = 1000V
2.4 - Phương pháp đo kiểm
tra Diode
Đo kiểm tra Diode
Đặt đồng hồ ở thang x 1Ω ,
đặt hai que đo vào hai đầu Diode, nếu :
Đo chiều thuận que
đen vào Anôt, que đỏ vào Katôt => kim lên, đảo chiều đo kim không lên
là => Diode tốt
Nếu đo cả hai chiều kim lên
= 0Ω => là Diode bị chập.
Nếu đo thuận chiều mà kim
không lên => là Diode bị đứt.
Ở phép đo trên thì
Diode D1 tốt , Diode D2 bị chập và D3 bị đứt
Nếu để thang 1KΩ mà đo
ngược vào Diode kim vẫn lên một chút là Diode bị dò.
2.5 - Ứng dụng của Diode
bán dẫn .
* Do tính chất dẫn điện một
chiều nên Diode
Thường được sử dụng trong
các mạch chỉnh lưu nguồn xoay chiều thành một chiều, các mạch tách sóng,
mạch gim áp phân cực cho transistor hoạt động . trong mạch chỉnh lưu Diode có thể được tích hợp thành Diode cầu có dạng .
Diode cầu trong mạch chỉnh
lưu điện xoay chiều .
3 - Các loại Diode
3.1 - Diode Zener
* Cấu tạo :
Diode Zener có cấu tạo
tương tự Diode thường nhưng có hai lớp bán dẫn P - N ghép với nhau, Diode
Zener được ứng dụng trong chế độ phân cực ngược, khi phân cực thuận Diode zener
như diode thường nhưng khi phân cực ngược Diode zener sẽ gim lại một mức điện
áp cố định bằng giá trị ghi trên diode.
Hình dáng Diode Zener
( Dz )
Ký hiệu và ứng dụng của
Diode zener trong mạch.
Sơ đồ trên minh hoạ ứng
dụng của Dz, nguồn U1 là nguồn có điện áp thay đổi, Dz là diode ổn áp, R1 là
trở hạn dòng.
Ta thấy rằng khi nguồn U1
> Dz thì áp trên Dz luôn luôn cố định cho dù nguồn U1 thay đổi.
Khi nguồn U1 thay đổi thì
dòng ngược qua Dz thay đổi, dòng ngược qua Dz có giá trị giới hạn khoảng 30mA.
Thông thường người ta sử
dụng nguồn U1 > 1,5 => 2 lần Dz và lắp trở hạn dòng R1 sao cho dòng
ngược lớn nhất qua Dz < 30mA.
Nếu U1 < Dz thì khi U1
thay đổi áp trên Dz cũng thay đổi
Nếu U1 > Dz thì khi U1 thay đổi => áp trên Dz không đổi.
3.2 - Diode Thu
quang.
( Photo Diode )Diode thu quang hoạt động ở chế độ phân cực nghịch,
vỏ diode có một miếng thuỷ tinh để ánh sáng chiếu vào mối 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 sự hoạt động của
Photo Diode
3.3 - Diode Phát
quang ( Light Emiting Diode : LED )
Diode phát phang là Diode phát ra ánh sáng khi được phân cực thuận, điện áp làm việc của LED khoảng 1,7 => 2,2V dòng qua Led khoảng từ 5mA đến 20mA
Diode phát phang là Diode phát ra ánh sáng khi được phân cực thuận, điện áp làm việc của LED khoảng 1,7 => 2,2V dòng qua Led khoảng từ 5mA đến 20mA
Led được sử dụng để làm đèn
báo nguồn, đèn nháy trang trí, báo trạng thái có điện . vv...
Diode phát quang LED
3.4 - Diode Varicap ( Diode
biến dung )
Diode biến dung là Diode có điện dung như tụ điện, và điện dung biến đổi khi ta thay đổi điện áp ngược đặt vào Diode.
Diode biến dung là Diode có điện dung như tụ điện, và điện dung biến đổi khi ta thay đổi điện áp ngược đặt vào Diode.
Ứng dụng của Diode biến dung
Varicap ( VD )
trong mạch cộng hưởng
Ở hình trên khi ta
chỉnh triết áp VR, điện áp ngược đặt vào Diode Varicap thay đổi , điện
dung của diode thay đổi
=> làm thay đổi tần số
công hưởng của mạch.
Diode biến dung được sử
dụng trong các bộ kênh Ti vi mầu, trong các mạch điều chỉnh tần số cộng hưởng
bằng điện áp.
3.5 - Diode xung
Trong các
bộ nguồn xung thì ở đầu ra của biến áp xung , ta phải dùng Diode xung để
chỉnh lưu. diode xung là diode làm việc ở tần số cao khoảng vài chục KHz ,
diode nắn điện thông thường không thể thay thế vào vị trí diode xung được,
nhưng ngựơc lại diode xung có thể thay thế cho vị trí diode thường, diode
xung có giá thành cao hơn diode thường nhiều lần.
Về đặc điểm , hình dáng thì
Diode xung không có gì khác biệt với Diode thường, tuy nhiên Diode
xung thường có vòng dánh dấu đứt nét hoặc đánh dấu bằng hai vòng
3.6 - Diode tách
sóng.
Là loại Diode nhỏ vở bằng
thuỷ tinh và còn gọi là diode tiếp điểm vì mặt tiếp xúc giữa hai chất bán
dẫn P - N tại một điểm để tránh điện dung ký sinh, diode tách sóng thường
dùng trong các mạch cao tần dùng để tách sóng tín hiệu.
3.7 - Diode nắn điện.
Là Diode tiếp mặt dùng để
nắn điện trong các bộ chỉnh lưu nguồn AC 50Hz, Diode này thường có 3 loại là
1A, 2A và 5A.
Diode nắn điện 5A
Nguồn: hocnghe.com.vn
Share This:
Blog Tự Động Hóa 68
Tôi là Đại Thành. Tôi thích chia sẽ đam mê về Điện Tự Động Hóa, Điện Lạnh Và Internet....Bài viết có thể chưa thật sự hoàn hảo nhưng hy vọng sẽ giúp ích được cho các bạn. Cảm ơn đã ghé trang.
Mời bạn bình luận cho bài viết " Điốt "