Diode là một loại linh kiện điện tử được sử dụng phổ thông nhất trong các thiết bị điện tử, các mạch đều không thể thiếu. Vậy diode là gì? Nó có cấu tạo và cách hoạt động ra sao? Cùng tìm hiểu về Diode trong bài viết dưới đây nhé!
Diode là gì?
Diode hay điốt là một linh kiện bán dẫn đầu tiên được Nhà vật lý học Ferdinand phát hiện bởi khả năng chỉnh lưu của nó. Nó chỉ cho phép dòng điện đi qua nó theo một chiều duy nhất và không chạy ngược lại. Diode bán dẫn thường có nguyên lý cấu tạo chung là một khối bán dẫn P ghép với khối bán dẫn N và được nối với hai chân là cathode và anode.
Thông số kỹ thuật của Diode
Để hiểu rõ hơn diode là gì, dưới đây là thông số kỹ thuật của diode:
- Dòng điện thuận qua diode không > 1A.
- Điện áp ngược cực đại đặt lên diode không > 1000V
- Điện áp thuận hay UAK có thể tăng lên 1,1V nếu dòng điện thuận bằng 1A. Cần lưu ý, với các diode chỉnh lưu nói chung, UAK = 0,6V diode đã bắt đầu dẫn điện. Khi UAK = 0,7V thì dòng điện qua diode đã đạt đến vài chục mA.
Tìm hiểu về diode – Diot là gì (Ảnh: Internet)
Cấu tạo của Diode là gì?
Diode làm từ gì chắc hẳn là điều mà rất nhiều người đang thắc mắc. Diode được chế tạo từ hợp chất Silic, Bori và Photpho. Ba nguyên tố này sẽ được pha trộn với nhau tạo ra hai lớp bán dẫn lại N và P được tiếp xúc với nhau.
Một cực của diode được đấu với lớp P gọi là Anot, cực còn lại đấu với lớp N gọi là Katot.
Diode có đặc tính cơ bản nhất là chỉ cho phép dòng điện đi từ A sang K.
Các điện tử dư thừa có trong N sẽ khuếch tán sang P (lấp chỗ trống vùng P), từ đó sẽ tạo ra lớp ion trung hòa về điện. Các miền cách điện giữa hai chất bán dẫn được tạo ra.
Cấu tạo của điôt – Nguyên lý làm việc của diode (Ảnh: Internet)
Phân loại diode
Hiện nay, có rất nhiều loại điốt có trên thị trường phải kể đến như:
Diode chỉnh lưu
Mạch chỉnh lưu là mạch điện tử được tạo thành bởi các linh kiện điện tử có chức năng thay đổi dòng điện từ xoay chiều thành một chiêu. Diode bán dẫn là linh kiện không thể thiếu trong mạch.
Diode chỉnh lưu có khá nhiều sơ đồ chỉnh lưu như mạch chỉnh lưu nhân 2, mạch diode chỉnh lưu toàn chu kỳ, bán chu kỳ,…
Diode xung
Đây là loại diode chuyên sử dụng cho các mạch có tần số cao như MHz, KHz. Nó có cấu tạo và hình dáng gần giống với diode thường. Vòng đánh dấu đứt hoặc đánh dấu bằng 2 vòng chính là đặc điểm nhận biết hai loại diode này.
Diode phát quang
Loại tiếp theo khi tìm hiểu về các loại diode là gì chính là điôt phát quang hay còn gọi là diode phát sáng. Nó còn được biết đến với cái tên quen thuộc hơn là đèn LED. Đèn LED có nguồn gốc từ các diode có khả năng phát ra ánh sáng hoặc tia hồng ngoại, tia tử ngoại.
Diode tách sóng
Đây là loại diode nhỏ, vỏ được làm bằng thủy tinh còn được gọi là diode tiếp điểm bởi nó có hai mặt tiếp xúc giữa hai chất bán dẫn N-P tại một điểm để giúp tránh điện dung ký sinh. Loại diode này thường được dùng trong các mạch cao tần để tách sóng tín hiệu.
Diode cầu
Loại diode này có cấu tạo 4 hoặc 6 con diode ở bên trong giúp chỉnh lưu 1 pha hoặc 3 pha xoay chiều ra điện áp một chiều DC.
Kí hiệu các loại diode – Diode xung là gì (Ảnh: Internet)
Nguyên lý hoạt động của diode là gì?
Diode hoạt động dựa theo nguyên tắc dòng điện đi từ cực Anot sang Katot mà không cho phép dòng điện đi theo chiều ngược lại.
Khối bán dẫn P chứa nhiều chỗ trống mang điện tích dương, khi được ghép vào khối N, các phần trống sẽ chuyển động và bắt đầu khuếch tán sang khối N. Khối P khi ấy lại đồng thời nhận thêm điện tích âm từ N chuyển sang. Kết quả, N mang điện tích dương còn P sẽ mang điện tích âm.
Ở các ranh giới liền kề, một số nguyên tử bị hút và liên kết với nhau để tạo thành các nguyên tử trung hòa. Quá trình chuyển đổi đó có thể giải phóng năng lượng ở dạng ánh sáng, tạo thành điện áp tiếp xúc.
Điện tích âm trên P và điện tích dương trên N sẽ tạo thành một hiệu điện thế còn gọi là hiệu điện thế tiếp xúc (UTX). Điện trường do hiệu điện thế này tạo ra cản trở chuyển động khuếch tán. Sau một thời gian chuyển động dừng lại thì điện áp tiếp xúc đưa khối P và N về trạng thái cân bằng. GE là 0,3V và Si là 0,6V.
Diode sẽ chỉ cho phép dòng điện chạy khi điện áp đặt theo một hướng cụ thể.
Các nguyên tắc cần tuân thủ khi sử dụng diode là gì?
Mọi diode chỉnh lưu đều không dẫn điện chiều ngược lại, tuy nhiên nếu điện áp ngược quá lớn và vượt ngưỡng chịu đựng của diode thì diode bị đánh thủng, khiến dòng điện tăng nhanh và đốt cháy diode. Chính vì thế, khi sử dụng chúng ta cần tuân thủ những điều sau:
- Dòng điện thuận chạy qua diode không được vượt quá giá trị lớn nhất cho phép.
- Điện áp phân cực ngược (UKA) không được vượt quá ngưỡng đánh thủng do nhà sản xuất quy định (VBR).
- Điện áp ngược tối đa đặt vào diode không vượt quá 1000V.
- Dòng điện thuận chạy qua diode không vượt quá 1A.
- Với dòng điện thuận 1A, điện áp thuận (UAK) có thể lên tới 1,1V. Cần lưu ý rằng, với diode chỉnh lưu ở UAK = 0,6V, diode bắt đầu dẫn điện, ở UAK = 0.7V thì dòng điện qua diode đạt đến hàng chục mA.
Tìm hiểu về công dụng của diode (Ảnh: Internet)
Ứng dụng của Diode
Mỗi diode khác nhau sẽ được ứng dụng cho các môi trường và mục đích khác nhau. Chắc hẳn ứng dụng của diode là gì là điều mà chúng ta đang muốn tìm hiểu. Diode thường được sử dụng để:
- Chỉnh lưu dòng điện: Diode biến dòng điện từ xoay chiều thành một chiều.
- Giảm áp: Mỗi diode sẽ bị giảm điện áp sau khi dòng điện chạy qua, nên tính năng này của diode được dùng để làm giảm áp.
- Bảo vệ chống cắm nhầm cực: Khi nhiều thiết bị điện tử một chiều không chịu được công suất phân cực ngược. Nếu ta đảo cực sẽ khiến thiết bị bị hỏng. Để thiết bị được an toàn, có thể thêm một diode trước khi kết nối thiết bị để dòng điện chỉ chạy theo một hướng. Cách này sẽ giúp thiết bị được an toàn khi nguồn cấp có tính đảo ngược.
>>> Có thể bạn quan tâm: Diode zener là gì?
Kết luận
Trên đây là những khái niệm cơ bản về diode là gì, nguyên lý hoạt động và cấu tạo của dioe. Hy vọng rằng bài viết trên có thể giúp bạn đọc bổ sung thêm những kiến thức về linh kiện điện tử và hiểu rõ hơn về diode nhé. Nếu có thắc mắc gì, hãy để lại thông tin liên hệ cho chúng tôi để được tư vấn và giải đáp nhanh nhất nhé!
Jasmine Wu – Hapoin
