Tổng hợp kiến thức về Diode – Điện tử cơ bản

Diode là một loại linh kiện điện tử cơ bản vô cùng quen thuộc trong ngành điện tử – truyền thông. Nếu bạn chưa nắm rõ được khái niệm diode là gì? Phân loại cũng như nguyên lý hoạt động của diode thì hãy tìm hiểu ngay qua bài viết dưới đây.

Diode là gì?

Diode (Hay còn được gọi là Điốt bán dẫn) là một loại linh kiện bán dẫn. Nó chỉ cho phép dòng điện đi qua nó theo một chiều duy nhất mà không cho phép dòng điện đi theo chiều ngược lại.

Trong mạch điện, diode đóng một vai trò vô cùng quan trọng. Nó sẽ quyết định dòng điện có qua bóng đèn hay không tùy thuộc vào cực của điện áp trong một mạch đèn pin đơn giản.

Thông thường thuật ngữ “diode” dùng để chỉ những tín hiệu có I ≤ 1 A. Còn đối với những tín hiệu lớn hơn I > 1 A thì ta sử dụng thuật ngữ bộ chỉnh lưu.

Do tính dẫn điện một chiều nên diode thường được sử dụng trong mạch chỉnh lưu nguồn xoay chiều thành một chiều, mạch tách sóng hoặc mạch cố định phân cực cho transistor hoạt động.

Cấu tạo của diode

Cấu tạo chung của một diode bán dẫn là một khối bán dẫn P chứa nhiều lỗ trống tự do mang điện tích dương ghép với một khối bán dẫn N chứa điện tử điện tích âm. Hai khối này được nối với hai chân ra đó là anode và cathode.

Nguyên lý hoạt động của diode

Các lỗ trống mang điện tích dương của khối bán dẫn P sẽ có xu hướng chuyển động, khuếch tán sang khối bán dẫn N. Đồng thời, các điện tử mang điện tích âm của khối bán dẫn N sẽ chuyển động và khuếch tán sang khối bán dẫn P. Kết quả của hai quá trình này là khối bán dẫn P tích điện âm và khối bán dẫn N tích điện dương. Ở vị trí biên giới ngăn cách giữa khối bán dẫn P và N, các lỗ trống và điện tử có xu hướng tiến lại gần nhau và kết hợp với nhau tạo thành các nguyên tử trung hòa. 

Trong đó, quá trình trên tạo ra điện áp tiếp xúc (UTX) thông qua việc giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng. Điện trường sinh ra bởi điện áp có hướng từ N đến P nên sẽ cản trở chuyển động khuếch tán. Tóm lại, sau một khoảng thời gian (Kể từ lúc bắt đầu ghép 2 khối bán dẫn) thì chuyển động khuếch tán sẽ chấm dứt và sinh ra điện áp tiếp xúc. Bây giờ, điện áp tiếp xúc ở trạng thái cân bằng (Đối với diode cấu thành từ Si thì mức điện áp cân bằng rơi vào khoảng 0.6 V còn đối với diode cấu thành từ Ge thì rơi vào khoảng 0.3 V). Điện áp tiếp xúc tạo ra dòng điện ngược với điện áp ngoài.

Bởi vùng biên giới ngăn cách giữa hai khối bán dẫn thường xảy ra quá trình hình thành nên các nguyên tử trung hòa nên chúng ta rất ít khi bắt gặp các hạt dẫn điện tự do ở đây (Vì lý do này mà vùng tiếp giáp còn có tên gọi là vùng nghèo). Tuy nhiên, vùng này không dẫn điện tốt trừ khi điện áp bên ngoài cân bằng điện áp tiếp xúc. Đây cũng là bản chất hoạt động của diode: 

“Khi điện áp bên ngoài cùng chiều điện áp tiếp xúc thì vùng tiếp giáp không dẫn điện và ngăn dòng điện chạy qua nó. Trái lại, khi điện áp bên ngoài ngược chiều điện áp tiếp xúc thì vùng tiếp giáp dẫn điện tốt và dòng điện có thể chạy qua nó. Tóm lại, diode chỉ cho phép dòng điện chạy qua nó khi ta đặt điện áp theo một hướng nhất định.”

Phân loại diode

Diode chỉnh lưu

Diode chỉnh lưu là loại diode chỉ cho phép dòng điện đi theo một hướng duy nhất. Vai trò chủ yếu của loại diode này là chuyển đổi dòng điện xoay chiều (Điện thế từ 50Hz đến 60Hz) về dòng điện một chiều. 

Diode Zener

Tuy cấu tạo vẫn tuân theo cấu tạo của diode thông thường nhưng diode Zener có tới 2 lớp bán dẫn P – N. Loại diode này thường được sử dụng nhiều trong chế độ phân cực ngược và cố định một mức điện áp.

Diode thu quang

Diode thu quang có một lớp bán dẫn P – N được thiết kế lớp vỏ có một miếng thủy tinh nhằm giúp ánh sáng có thể chiếu tới mối P – N. Khi đó, cường độ dòng điện đi qua diode sẽ tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng chiếu vào diode.

Diode phát quang

Khi diode phát quang phân cực thuận thì nó sẽ phát ra ánh sáng thông qua đèn led. Mức điện áp mà đèn led hoạt động nằm trong khoảng 1,7 – 2,2 V còn dòng điện rơi vào khoảng 5mA – 20mA.

Diode xung

Vai trò của diode xung là dùng để chỉnh lưu bộ nguồn xung cho đầu ra của biến áp xung. Nó mang hình dáng của một diode thông thường nhưng được ghi thêm một vài đường vòng đứt nét ở trên thân để phân biệt.

Diode xung hoạt động trên tần số cao (Lên tới vài chục kHz) nên chúng không thể được thay thế bởi một diode thông thường.

Diode biến dung

Diode biến dung (Hay còn có tên gọi khác là Diode Varicap) là loại diode có điện dung như một tụ điện. Khi ta thay đổi điện áp ngược tại diode thì nó cũng biến đổi theo. Ứng dụng của diode biến dung chủ yếu trong mạch cộng hưởng và các bộ kênh của tivi màu…

Diode tiếp điểm

Tên gọi khác của diode tiếp điểm là diode tách sóng. Nó được cấu tạo từ vỏ thủy tinh và tiếp xúc tại một điểm giữa hai lớp bán dẫn P – N nên không xuất hiện hiện tượng điện dung ký sinh. Ứng dụng của diode tiếp điểm là tách sóng tín hiệu trong mạch cao tần.

Diode nắn điện 

Diode nắn điện được ứng dụng chủ yếu để nắn điện trong các bộ chỉnh lưu nguồn. Nó thường được chia ra làm 3 loại là 1A, 2A và 5A.

Diode là gì? Diode là một loại linh kiện điện tử cơ bản vô cùng quen thuộc trong ngành điện tử

Trên đây là chia sẻ của HOCVIENiT.vn về những kiến thức về diode. Nếu có bất cứ thắc mắc nào về các kiến thức liên quan đến máy tính thì bạn có thể để lại bình luận bên dưới bài viết này. Và đừng quên đón đọc các bài viết mới nhất của HOCVIENiT.vn nhé.

Mọi chi tiết xin vui lòng liên hệ:
CÔNG TY CỔ PHẦN HỌC VIỆN IT
MST: 0108733789
Hotline: 0981 223 001
Facebook: www.fb.com/hocvienit
Đăng ký kênh Youtube để theo dõi các bài học của Huấn luyện viên tốt nhất: http://bit.ly/Youtube_HOCVIENiT
Hệ thống cơ sở đào tạo: https://hocvienit.vn/lien-he/
Học viện IT.vn – Truyền nghề thực tế cùng bạn đến thành công!