Diode là gì? Kí hiệu, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, chức năng của Đi ốt

Ngày nay, có rất nhiều các thiết bị điện tử được ra đời, nhờ công nghệ bán dẫn phát triển, làm có mọi thứ nhỏ gọn, thuận tiện. Trong đó, một loại linh kiện không thể thiếu và rất đặc trưng, đó chính là Diode (đi ốt). Vậy diode bán dẫn là gì? Cấu tạo, chức năng và nguyên lý hoạt động của nó ra sao?

Diode là gì?

Diode ( đọc là đi ốt ) hay diod là một linh phụ kiện điện tử bán dẫn được sản xuất bởi hợp chất giữa Silic, Photpho và Bori, nó chỉ cho dòng điện chạy qua theo một chiều và chặn dòng điện chạy ngược lại .

Kí hiệu điện của diode

Các loại diode

Có rất nhiều loại đi ốt được sử dụng tuy vào từng mục tiêu khác nhau .

• Diode phát quang (LED)
• Diode quang (photodiode)
• Diode Schottky
• Diode hạn xung 2 chiều
• Diode biến dung
• Diode zener
• Diode Laser

>> Vật tư máy cắt dây CNC

Cấu tạo nguyên lý hoạt động

Cấu tạo

Cấu tạo của diode gồm có 2 khối bán dẫn loại P. và N ghép với nhau nối ra ngoài là anode và cathode, ở giữa là miền cách điện ( ion trung hòa về điện )

Nguyên lý hoạt động

Khối bán dẫn P. chứa nhiều lỗ trống tự do mang điện tích dương nên khi ghép với khối bán dẫn N thì những lỗ trống này có xu thế chuyễn 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 vắng lỗ trống và dư thừa điện tử ) trong khi khối N tích điện dương ( thiếu vắng điện tử và dư thừa lỗ trống ) .
Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp, một số ít điện tử bị lỗ trống lôi cuốn và khi chúng tiến lại gần nhau, chúng có khuynh hướng phối hợp với nhau tạo thành những nguyên tử trung hòa. Quá trình này hoàn toàn có thể giải phóng nguồn năng lượng dưới dạng ánh sáng hình thành điện áp tiếp xúc .

Sự tích điện âm khối P và Dương 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. Điệp áp ngoài ngược chiều điện áp tiếp xúc tạo ra dòng điện.

Hai bên mặt tiếp giáp là vùng những điện tử và lỗ trống dễ gặp nhau nhất nên quy trình tái hợp thường xảy ra ở vùng này hình thành những nguyên tử trung hòa. Vì vậy vùng biên giới ở hai bên mặt tiếp giáp rất hiếm những hạt dẫn điện tự do nên được gọi là vùng nghèo. Vùng này không dẫn điện tốt, trừ khi điện áp tiếp xúc được cân đối bởi điện áp bên ngoài. Đây chính là cốt lõi hoạt động giải trí của điốt. Điệp áp ngoài cùng chiều điện áp tiếp xúc ngăn dòng điện
Nếu đặt điện áp bên ngoài ngược với điện áp tiếp xúc, sự khuyếch tán của những 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 khuyếch tán của những 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 được cho phép dòng điện qua nó khi đặt điện áp theo một hướng nhất định .

Đặc tuyến volt-Ampere của diode

Đặc tuyến Volt-Ampere của Diode là đồ thị miêu tả quan hệ giữa dòng điện qua điốt theo điện áp UAK đặt vào nó. Có thể chia đặc tuyến này thành hai tiến trình :

• Giai đoạn ứng với UAK = 0.7V > 0 mô tả quan hệ dòng áp khi điốt phân cực thuận.
• Giai đoạn ứng với UAK = 0.7V< 0 mô tả quan hệ dòng áp khi điốt phân cực nghịch.

( UAK lấy giá trị 0,7 V chỉ đúng với những điốt Si, với điốt Ge thông số kỹ thuật này khác )
Khi điốt được phân cực thuận và dẫn điện thì dòng điện hầu hết phụ thuộc vào vào điện trở của mạch ngoài ( được mắc tiếp nối đuôi nhau với điốt ). Dòng điện nhờ vào rất ít vào điện trở thuận của điốt vì điện trở thuận rất nhỏ, thường không đáng kể so với điện trở của mạch điện .

Các thông số quan trọng của diode cần nhớ

Dòng điện định mức đi qua diode : Đây là thông số kỹ thuật cần chăm sóc tiên phong trước khi tất cả chúng ta sử dụng diode trong mạch điện. Mỗi một diode chỉ được cho phép một dòng điện tối đa nào đó đi qua. Dòng điện định mức này còn được gọi là IF. Nếu mắc diode trong mạch điện có dòng điện lớn hơn IF của nó thì diode sẽ chết. Ví dụ diode chỉnh lưu 1 n4007 có IF = 1A. Xem bảng ở dưới .
Điện áp ngược chịu đựng : Khi phân cực ngược, diode sẽ không cho dòng điện đi qua nhưng đồng nghĩa tương quan nó phải chịu một điện áp ngược dồn vào giữa hai đầu Katot và Anot. Giả sử bạn có một nguồn điện một chiều có giá trị điện áp khoảng chừng 60V. Bạn chỉ cần cho một diode 1 n4001 đấu Anot với ( – ) nguồn và đấu Katot với ( + ) nguồn thì diode này sẽ bị tàn phá ngay mặc dầu nó không dẫn điện vì phân cực ngược nhưng điện áp ngược chịu đựng của nó chỉ là 50V ( xem ở bảng dưới ). Điện áp ngược chịu đựng của mỗi diode được ghi trong datasheet và ký hiệu là VRRM .

Tần số cung ứng của diode : Mỗi một diode chỉ hoạt động giải trí ở một tần số tín hiệu được cho phép. Nếu một diode chỉ chịu được ở tần số thấp mà mắc vào mạch điện cao tần thì diode sẽ hỏng .

Ứng dụng của diode trong đời sống

Vì đặc thù chỉ cho dòng điện chạy theo một chiều nên đi ốt dùng để chỉnh lưu, quy đổi dòng điện xoay chiều thành một chiều. Ngoài ra còn sử dụng trong mạch sóng, mạch ghim áp phân cực cho transistor hoạt động giải trí .

Source: https://dvn.com.vn
Category: Điện Tử