คุณรู้เกี่ยวกับพื้นฐานของไดโอดมากแค่ไหน? (ส่วนที่ 1)

ไดโอดเป็นหนึ่งในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่เก่าแก่ที่สุดและมีการใช้งานที่กว้างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ การใช้ไดโอดและตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ตัวเหนี่ยวนำ และส่วนประกอบอื่นๆ มีการเชื่อมต่อกันอย่างสมเหตุสมผลเพื่อสร้างวงจรที่มีฟังก์ชันที่แตกต่างกัน ซึ่งสามารถบรรลุฟังก์ชันต่างๆ ได้ เช่น การแก้ไขกระแสสลับ การตรวจจับสัญญาณมอดูเลชัน การจำกัดและการหนีบ และ การควบคุมแรงดันไฟฟ้าของแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ

ไม่ว่าจะอยู่ในวงจรวิทยุทั่วไปหรือในผลิตภัณฑ์เครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนอื่นๆ หรือวงจรควบคุมอุตสาหกรรมก็สามารถพบร่องรอยของไดโอดได้

ลักษณะและการประยุกต์ของไดโอด

เกือบทุกวงจรอิเล็กทรอนิกส์จะใช้ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งมีบทบาทสำคัญในหลาย ๆ วงจร เป็นหนึ่งในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่เก่าแก่ที่สุดและการใช้งานก็กว้างมากเช่นกัน

การประยุกต์ใช้ไดโอด

1. วงจรเรียงกระแสไดโอด

ด้วยการใช้ไดโอดการนำไฟฟ้าทิศทางเดียว กระแสสลับจึงสามารถแปลงเป็นกระแสตรงแบบพัลซิ่งในทิศทางเดียวได้

2. สลับส่วนประกอบ

ภายใต้การกระทำของแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า ความต้านทานของไดโอดมีค่าน้อยมาก และอยู่ในสถานะเปิด ซึ่งเทียบเท่ากับสวิตช์เปิดเครื่อง ภายใต้การกระทำของแรงดันย้อนกลับ ความต้านทานจะมีขนาดใหญ่มากและอยู่ในสถานะตัดการเชื่อมต่อเหมือนกับสวิตช์ตัดการเชื่อมต่อ ด้วยการใช้คุณสมบัติการสลับของไดโอด สามารถสร้างวงจรลอจิกต่างๆ ได้

3. องค์ประกอบการจำกัด

หลังจากที่เปิดไดโอดแล้ว แรงดันไฟฟ้าตกไปข้างหน้าโดยพื้นฐานแล้วยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ({{0}}.7V สำหรับหลอดซิลิคอนและ 0.3V สำหรับหลอดเจอร์เมเนียม) ด้วยการใช้คุณลักษณะนี้ แอมพลิจูดของสัญญาณสามารถถูกจำกัดให้อยู่ในช่วงที่กำหนดเพื่อเป็นองค์ประกอบจำกัดในวงจร

4. รีเลย์ไดโอด

มีบทบาทเป็นรีเลย์ในโหลดอุปนัย เช่น ตัวเหนี่ยวนำและรีเลย์ของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง

5. ไดโอดตรวจจับ

มันทำหน้าที่เป็นเครื่องตรวจจับทางวิทยุ

6. วาแรคเตอร์ไดโอด

ใช้ในหัวความถี่สูงของโทรทัศน์

ไดโอดทำงานอย่างไร?

คริสตัลไดโอดเป็นจุดเชื่อมต่อ pn ที่เกิดจากเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P และเซมิคอนดักเตอร์ชนิด N ซึ่งก่อตัวเป็นชั้นประจุอวกาศทั้งสองด้านของอินเทอร์เฟซและมีสนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นเอง เมื่อไม่มีแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ กระแสการแพร่กระจายที่เกิดจากความแตกต่างของความเข้มข้นของตัวพาบนทั้งสองด้านของทางแยก pn และกระแสดริฟท์ที่เกิดจากสนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นเองจะเท่ากันและอยู่ในสมดุลไฟฟ้า เมื่อมีอคติแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า การปราบปรามร่วมกันของสนามไฟฟ้าภายนอกและสนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นเองจะเพิ่มกระแสการแพร่กระจายของพาหะและทำให้เกิดกระแสไปข้างหน้า เมื่อมีไบแอสแรงดันย้อนกลับภายนอก สนามไฟฟ้าภายนอกและสนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นเองจะถูกเสริมกำลังให้มากขึ้น ทำให้เกิดกระแสอิ่มตัวย้อนกลับ I0 ซึ่งเป็นอิสระจากแรงดันไบแอสย้อนกลับในช่วงแรงดันย้อนกลับที่แน่นอน เมื่อแรงดันย้อนกลับที่ใช้สูงถึงระดับหนึ่ง ความแรงของสนามไฟฟ้าในชั้นประจุพื้นที่รอยต่อ pn จะถึงค่าวิกฤต ส่งผลให้กระบวนการพาหะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า มีคู่รูอิเล็กตรอนจำนวนมาก ส่งผลให้ค่าการย้อนกลับมีขนาดใหญ่ กระแสพังทลาย เรียกว่าปรากฏการณ์พังทลายของไดโอด

ประเภทของไดโอด

ไดโอดมีหลายประเภทตามวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ โดยแบ่งเป็น ไดโอดเจอร์เมเนียม (หลอด Ge) และไดโอดซิลิคอน (หลอด Si) ตามการใช้งานที่แตกต่างกันสามารถแบ่งออกเป็นไดโอดตรวจจับ, ไดโอดเรียงกระแส, ไดโอดควบคุมแรงดันไฟฟ้า, ไดโอดสวิตชิ่ง, ไดโอดแยก, ไดโอด Schottky, ไดโอดเปล่งแสงและอื่น ๆ ตามโครงสร้างหลัก มันสามารถแบ่งออกเป็นไดโอดสัมผัสจุด ไดโอดสัมผัสพื้นผิว และไดโอดเครื่องบิน ไดโอดแบบสัมผัสจุดเป็นลวดโลหะบางมากที่ถูกกดบนพื้นผิวของชิปเซมิคอนดักเตอร์ที่เรียบผ่านกระแสพัลส์ เพื่อให้ปลายด้านหนึ่งของเส้นลวดและชิปถูกเผาผนึกเข้าด้วยกันอย่างแน่นหนาเพื่อสร้าง "จุดเชื่อมต่อ PN" เนื่องจากเป็นจุดสัมผัสจึงอนุญาตให้กระแสไฟขนาดเล็กผ่านได้ (ไม่เกินไม่กี่สิบ MA) ซึ่งเหมาะสำหรับวงจรกระแสไฟฟ้าขนาดเล็กความถี่สูง เช่น การตรวจจับด้วยคลื่นวิทยุ พื้นที่ "จุดเชื่อมต่อ PN" ของไดโอดหน้าสัมผัสมีขนาดใหญ่ ทำให้สามารถผ่านกระแสขนาดใหญ่ได้ (หลายแอมป์ถึงหลายสิบแอมป์) ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้ในวงจร "เรียงกระแส" ที่แปลงกระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรง Planar Diode เป็นซิลิคอนไดโอดชนิดพิเศษซึ่งไม่เพียงแต่สามารถผ่านกระแสขนาดใหญ่เท่านั้น แต่ยังมีประสิทธิภาพที่เสถียรและเชื่อถือได้ และส่วนใหญ่จะใช้ในวงจรสวิตชิ่ง พัลส์ และความถี่สูง

วงจรการใช้งานไดโอด

1.วงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงแบบไดโอด

วงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบไดโอดส่วนใหญ่จะใช้ในวงจรจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงในท้องถิ่นบางส่วน เนื่องจากวงจรนั้นเรียบง่าย ต้นทุนต่ำ ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย

ในวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบไดโอดการใช้งานหลักของแรงดันตกของหลอดไดโอดนั้นโดยทั่วไปไม่เปลี่ยนแปลง

ลักษณะแรงดันตกของท่อของไดโอด: โดยทั่วไปแล้วแรงดันตกของท่อจะไม่เปลี่ยนแปลงหลังจากเปิดไดโอด และแรงดันตกของท่อจะอยู่ที่ประมาณ {{0}}.6V สำหรับซิลิคอนไดโอดและประมาณ 0.2V สำหรับ ไดโอดเจอร์เมเนียม

2.วงจรชดเชยอุณหภูมิไดโอด

เป็นที่ทราบกันดีว่าทางแยก PN มีความดันลดลงประมาณ {{0}}.6V (หมายถึงทางแยก PN ของซิลิคอน) หลังจากการเหนี่ยวนำ และทางแยก PN ก็มีคุณสมบัติขึ้นอยู่กับอุณหภูมิด้วย: ความดัน ดรอปที่ปลายทั้งสองของชุมทาง PN จะลดลงเล็กน้อยตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น และยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้นเท่าใดก็ยิ่งลดลงมากขึ้นเท่านั้น แน่นอนว่าค่าสัมบูรณ์ของแรงดันตกที่ปลายทั้งสองของจุดเชื่อมต่อ PN นั้นค่อนข้างน้อยสำหรับ 0.6V ซึ่งสามารถใช้สร้างวงจรชดเชยอุณหภูมิได้

ข้อมูลติดต่อ:

หากคุณมีความคิดใด ๆ โปรดพูดคุยกับเรา ไม่ว่าลูกค้าของเราจะอยู่ที่ไหนและความต้องการของเราคืออะไร เราจะปฏิบัติตามเป้าหมายของเราเพื่อให้ลูกค้าของเราได้รับคุณภาพสูง ราคาต่ำ และบริการที่ดีที่สุด