Diode là gì? Phân loại các dòng Diode

Chu Văn An

Diode còn được gọi là Diode bán dẫn. Đây là một linh kiện điện tử cho phép dòng điện chỉ chạy theo một hướng. Điốt thường được sử dụng trong tất cả các mạch và thiết bị điện tử. Nguyên lý cấu tạo chung của Diode là khối bán dẫn loại P ghép với khối bán dẫn loại N, nối với hai chân ra là anode và cathode. Hãy cùng LabTrường Lê Hồng Phong tìm hiểu thông tin về thành phần này qua bài viết.

1. Điốt là gì?

Điốt hay còn gọi là Điốt bán dẫn. Đây là linh kiện điện tử cho phép dòng điện chỉ chạy qua nó theo một chiều và không thể chạy theo chiều ngược lại. Bạn có thể coi diode như một van một chiều cho nước, trong đó nước chỉ có thể chảy một chiều qua van và bị chặn theo chiều ngược lại.

Hình 1: Diode hay còn gọi là Diode bán dẫn

Điốt bán dẫn thường có nguyên lý cấu tạo chung là kết hợp khối bán dẫn loại P và khối bán dẫn loại N, nối với hai chân ra là anode và cathode.

>> Xem thêm: Chất bán dẫn là gì? Ứng dụng của chất bán dẫn trong đời sống

2. Cấu tạo của Diode bán dẫn

Cấu tạo của diode bán dẫn hoạt động theo nguyên tắc chỉ cho dòng điện chạy từ cực dương sang cực âm mà không cho dòng điện chạy ngược lại. Sơ đồ mô tả dòng điện chạy qua diode như sau:

1. Khi cực dương (+) của nguồn điện nối với cực P và cực âm (-) nối với cực N; Các lỗ dương của chất bán dẫn loại P và cực dương của nguồn điện đẩy nhau; Và các electron tự do của chất bán dẫn loại N và cực âm của nguồn điện đẩy nhau. Kết quả là chúng bị đẩy về phía vùng kết nối PN, khiến dòng điện chạy qua.
2. Khi cực của nguồn điện bị đảo ngược, các lỗ dương của chất bán dẫn loại P và cực âm của nguồn điện sẽ hút lẫn nhau; Các electron tự do của chất bán dẫn loại N và cực dương của nguồn điện thu hút lẫn nhau. Kết quả là chúng bị kéo ra khỏi khu vực tiếp giáp PN, tạo ra một lớp không chứa các electron tự do hoặc lỗ trống dương, ngăn cản dòng điện chạy qua.

Hình 2: Cấu trúc của Diode bán dẫn

3. Phân loại Diode và ứng dụng của từng loại

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại Diode có chức năng chung là biến đổi dòng điện. Tuy nhiên, mỗi loại đều có ứng dụng riêng biệt. Hãy cùng Labvietchem tìm hiểu từng loại và ứng dụng của chúng nhé:

3.1. Điốt chỉnh lưu

Mạch chỉnh lưu là một mạch điện tử bao gồm các thành phần chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Trong mạch này, Diode bán dẫn đóng vai trò quan trọng.

Sơ đồ chỉnh lưu: Bao gồm các loại như mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ, toàn chu kỳ và mạch chỉnh lưu nhân.

Ứng dụng của Diode chỉnh lưu

• Trong các thiết bị điện tử như tivi, máy giặt, tủ lạnh, diode chỉnh lưu được dùng để: Chuyển đổi dòng điện xoay chiều từ nguồn điện bên ngoài thành dòng điện một chiều (DC) cho các linh kiện bên trong.
• Ở xe máy hoặc ô tô, các thiết bị chiếu sáng đều sử dụng nguồn điện một chiều. Tuy nhiên, năng lượng được tạo ra từ đầu đốt và cuộn dây sẽ tạo ra dòng điện xoay chiều. Vì vậy, người ta sử dụng mạch diode chỉnh lưu để chuyển đổi dòng điện này thành dòng điện một chiều để cung cấp cho các thiết bị.

Hình 3: Diode chỉnh lưu

3.2. Điốt xung

Diode xung hay còn gọi là diode chuyên dùng cho các mạch hoạt động ở tần số cao từ KHz (kilohertz) đến MHz (megahertz). Cấu trúc và hình dáng của một diode xung thường tương tự như một diode thông thường. Điểm khác biệt là nó có thể có một vòng đánh dấu bị hỏng hoặc được đánh dấu bằng hai vòng.

Ứng dụng của diode xung thường là trong các mạch chỉnh lưu của nguồn xung và các thiết bị điện tử hoạt động ở tần số cao.

3.3. Điốt phát sáng

Điốt phát sáng hay còn gọi là LED (Light Etaining Diode). Loại diode này có khả năng phát sáng hoặc phát ra ánh sáng. Có thể là ánh sáng trực tiếp hoặc tia hồng ngoại hoặc tia cực tím.

Công nghệ LED hiện đang có những bước phát triển mạnh mẽ và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, trong đó có công nghệ truyền hình thế hệ mới và chiếu sáng. Đèn LED được sản xuất với công nghệ tiên tiến, giá thành hợp lý và tuổi thọ cao. Với hiệu suất chiếu sáng tốt, đèn LED đang trở thành xu hướng thay thế dần các loại đèn truyền thống như đèn Halogen, đèn dây vonfram và nhiều loại đèn khác.

3.4. Điốt Zener

Diode Zener hay còn gọi là diode ổn áp hoặc diode đánh thủng. Hoạt động ở chế độ phân cực ngược phía trên vùng điện áp đánh thủng. Điện áp này thường được gọi là điện áp Zener hoặc điện áp tuyết lở, giá trị của nó thay đổi rất ít.

Hình 4: Diode Zener, diode ổn áp hoặc diode đánh thủng

Nguyên lý hoạt động của diode Zener là loại diode được thiết kế để hoạt động hiệu quả trong vùng đánh thủng. Khi mắc ngược lại, nếu điện áp ở mạch lớn hơn điện áp định mức của diode thì diode sẽ cho dòng điện chạy qua.

Khi phân cực thuận, diode Zener hoạt động giống như một diode thông thường. Khi phân cực ngược, ban đầu chỉ có một dòng điện nhỏ chạy qua diode. Tuy nhiên, nếu điện áp ngược tăng đến một giá trị gọi là điện áp Zener (Vz) thì dòng điện qua diode sẽ tăng mạnh, trong khi hiệu điện thế giữa hai đầu diode gần như không thay đổi, gọi là điện thế Zener.

3.5. Điốt 1N4007

Diode 1N4007, là một diode silicon chỉnh lưu phổ biến có khả năng chịu được dòng điện lên tới 1A. Thường được áp dụng trong bộ đổi nguồn AC cho các thiết bị gia dụng thông thường. Diode 1N4007 có khả năng chịu được điện áp tối đa lên tới 1000V. Tuy nhiên, dòng điện tối đa mà mỗi diode 1N4007 có thể xử lý là 1A; Nếu dòng điện vượt quá giới hạn này, nó có thể gây nóng và cháy diode.

LabTrường Chu Văn An vừa chia sẻ những thông tin liên quan đến Diode với các bạn qua nội dung bài viết. Hy vọng bài viết của Labvietchem đã mang đến những thông tin hữu ích cho các bạn.