Điốt bán dẫn là một trong những linh kiện điện tử quan trọng, sử dụng phổ biến trong thực tế hiện nay. Chi tiết cấu tạo, nguyên lý hoạt động và công dụng của điôt bán dẫn là gì? Sona sẽ cùng bạn đọc tìm hiểu cụ thể trong bài viết này.
1. Diot bán dẫn là gì?
Điốt bán dẫn là một linh kiện điện tử cấu tạo và hoạt động theo cơ chế bán dẫn. Cụ thể cấu tạo của điốt bao gồm các hợp chất Silic, Boric và Phosphor trộn lẫn với nhau tạo thành 2 lớp bán dẫn N và P. Cực điện đấu với lớp bán dẫn N được gọi là Catot, cực điện đấu với lớp bán dẫn P được gọi là Anot.
Dòng điện xoay chiều từ Anot đủ lớn sẽ tạo dòng thẳng đi đến Catot, không có chiều ngược lại giống như van điện một chiều. Do vậy công dụng chủ yếu của điốt bán dẫn trong các mạch điện là chỉ cho phép dòng điện đi qua một chiều cố định. Trong ký hiệu điốt ở mạch điện thì cực Anot là hình tam giác, cực Catot thường ký hiệu là gạch ngang hoặc dấu ngã.
Chi tiết nguyên lý hoạt động của điot bán dẫn như sau:
Hình ảnh thể hiện nguyên lý hoạt động của điốt bán dẫn
Cách đấu chuẩn là cực dương của nguồn đấu với cực Anot, cực âm của nguồn đấu với Catot. Khi đó dòng điện sẽ được phép chạy qua giúp cấp điện cho tải, ngược lại nếu đấu cực dương của nguồn vào Catot, điốt bán dẫn sẽ không cho phép dòng điện chạy qua.
Điốt bán dẫn lý tưởng hoạt động giống như một van điện một chiều, chỉ đơn thuần cho dòng điện 1 chiều đi qua mà không gây ra tình trạng sụt áp nào. Tuy nhiên thực tế thì bất cứ loại điốt bán dẫn nào cũng gây ra tình trạng sụt áp giữa Anot và Katot, rơi vào khoảng từ 0.2 - 1.4V tùy từng loại điốt.
Do vậy khi sử dụng điốt bán dẫn trong mạch điện, người ta cần tính toán đến cả lượng sụt áp (được gọi là VF) để dòng điện đến tải có điện áp phù hợp. Trong ví dụ dưới đây, nguồn điện 12V khi đi qua điốt bị sụt áp 0.7 V, chi còn dòng 11.3V đi đến bóng điện.
Có hiện tượng sụt áp khi dòng điện đi qua điốt bán dẫn
2. Phân loại và công dụng của điot bán dẫn
Theo công dụng điôt bán dẫn được phân thành nhiều loại, trong đó có các loại chính sau:
2.1. Diode chỉnh lưu
Công dụng của diot bán dẫn này là chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành một chiều phù hợp với tải điện. Loại diot chỉnh lưu có khả năng hoạt động ở dải tần thấp, chịu dòng điện lớn và có áp ngược chịu dưới 1000V.
2.2. Diode phát quang
Công dụng điôt bán dẫn phát quang là sử dụng trong những loại đèn LED của đèn chiếu sáng, đèn báo hiệu đèn quảng cáo,...
2.3. Diode xung
Diode xung được sử dụng trong các bo nguồn xung của các thiết bị điện tử tần số cao. Khả năng đáp ứng của Diode bán dẫn này rất tốt, có thể từ trong điều kiện tần số dòng điện cao từ vài chục kilo Hertz đến vài mega Hertz.
2.4. Diode ổn áp zener
Công dụng điôt bán dẫn ổn áp zener là ổn áp trong các mạch nguồn điện áp thấp. Cơ chế hoạt động của thiết bị điện tử này trong mạch rất đặc biệt, nó cho phép dòng điện chạy từ K sang A khi nguồn điện áp lớn hơn điện áp tiêu chuẩn của nó. Với dòng điện ngược thì điôt bán dẫn ghim lại điện áp duy trì ở mức ổn định.
3. Diot bán dẫn ứng dụng trong thực tế
Trong mạch điện thực tế, điôt bán dẫn được sử dụng rất phổ biến, những ứng dụng thường dùng bao gồm:
Sử dụng để chỉnh lưu dòng điện, đưa dòng xoay chiều thành dòng một chiều: thường dùng khi cần chuyển dòng điện mạng lưới thành dòng 1 chiều có điện áp thích hợp đi vào tải điện.
Điốt bán dẫn được dùng rất phổ biến trong thực tế
Sử dụng để giảm áp: dòng điện đi qua mỗi điốt bán dẫn sẽ gây ra tình trạng sụt áp, do vậy người ta có thể lắp nối tiếp các con điốt với nhau để có điện áp đầu ra mong muốn.
Sử dụng để bảo vệ thiết bị điện khỏi tình trạng cấp nguồn ngược cực: điốt bán dẫn lúc này có vai trò bảo vệ thiết bị điện tử một chiều, chỉ cho phép dòng điện đúng chiều đi qua. Trong trường hợp này người ta thường đấu điốt bán dẫn trước khi bắt cực của thiết bị.
Trên đây Sona đã cùng bạn đọc tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các công dụng của điôt bán dẫn phổ biến hiện nay. Hy vọng bài viết sẽ giúp bạn đọc có thêm kiến thức về điốt bán dẫn và sử dụng linh kiện này hiệu quả trong thiết kế mạch, sửa chữa điện tử.
Kết nối với chúng tôi tại Fanpage: https://www.facebook.com/SONA.manhinhtuongtacdaotao.manhinhquangcaodientu
