Diode là gì? Phân loại các dòng Diode

Diode hay còn được biết đến với tên gọi Diode bán dẫn. Đây là linh kiện điện tử cho phép dòng điện chạy qua theo một chiều duy nhất. Diode được sử dụng phổ biến trong tất cả các mạch, thiết bị điện tử. Nguyên lý cấu tạo chung của Điốt là một khối bán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại N, được nối với 2 chân ra là anode và cathode. Cùng LabVIETCHEM tìm hiểu thông tin về linh kiện này qua bài viết. 

1. Diode là gì?

Diode, hay còn được gọi là Diode bán dẫn. Đây là một linh kiện điện tử cho phép dòng điện chỉ đi qua nó theo một chiều duy nhất mà không thể chạy ngược lại. Bạn có thể nghĩ về diode giống như một chiếc van một chiều dành cho nước, nơi nước chỉ có thể chảy một chiều qua van, và bị chặn lại ở chiều ngược lại.

Hình 1: Diode, hay còn được gọi là Diode bán dẫn

Diode bán dẫn thường có nguyên tắc cấu tạo chung là kết hợp giữa một khối bán dẫn loại P và một khối bán dẫn loại N, được kết 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 trúc của Diode bán dẫn hoạt động theo nguyên tắc chỉ cho phép dòng điện chạy từ cực Anot sang cực Katot mà không cho phép dòng điện chạy ngược lại. Một sơ đồ mô tả dòng điện chạy qua một diode như sau:

1. Khi cực dương (+) của nguồn điện được nối với đầu P và cực âm (-) được nối với đầu N; Các lỗ dương của chất bán dẫn loại P và cực dương của nguồn điện đẩy lẫn nhau; Và các điện tử tự do của chất bán dẫn loại N và cực âm của nguồn điện đẩy lẫn nhau. Kết quả là chúng được đẩy về khu vực nối P-N, tạo ra dòng điện chạy qua.
2. Khi cực của nguồn điện được đảo ngược, các lỗ dương của chất bán dẫn loại P và cực âm của nguồn điện hút lẫn nhau; Các điện tử tự do của chất bán dẫn loại N và cực dương của nguồn điện hút lẫn nhau. Kết quả là chúng bị kéo ra xa khỏi khu vực nối P-N, tạo ra một lớp không chứa điện tử tự do hoặc lỗ dương, ngăn chặn dòng điện chạy qua.

Hình 2: Cấu tạo của Diode bán dẫn

3. Phân loại Diode và ứng dụng từng loại

Hiện nay, trên thị trường có nhiều loại Diode với chức năng chung là chuyển đổi dòng điện. Tuy nhiên, mỗi loại lại có ứng dụng riêng biệt. Hãy cùng LabVIETCHEM điểm qua từng loại và ứng dụng của chúng:

3.1. Diode chỉnh lưu

Mạch chỉnh lưu là một mạch điện tử gồm các linh kiện có tác dụng 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 bán chu kỳ, toàn chu kỳ, và mạch chỉnh lưu nhân 2.

Ứng dụng của Diode chỉnh lưu

• Trong các thiết bị điện tử như tivi, máy giặt, tủ lạnh, Diode chỉnh lưu được sử dụng để: Chuyển đổi dòng điện xoay chiều từ nguồn cấp bên ngoài thành dòng điện một chiều (DC) cho các linh kiện bên trong.
• Trong xe máy hoặc ô tô, các thiết bị đèn sử dụng nguồn điện một chiều. Tuy nhiên, nguồn điện được tạo ra từ mâm lửa và cuộn dây tạo ra dòng điện xoay chiều. Do đó, mạch Diode chỉnh lưu được sử dụng 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. Diode xung

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

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

3.3. Diode phát quang

Diode phát quang, hay còn được biết đến là đèn LED (Light Emitting Diode). Đây là loại diode có khả năng tỏa sáng hoặc phát ra ánh sáng. Có thể là ánh sáng trực tiếp hoặc tia hồng ngoại, tia tử ngoại.

Công nghệ đèn LED hiện nay tiến bộ mạnh mẽ, được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm cả công nghệ tivi 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: Halogen, đèn dây tungsten, và nhiều loại đèn khác.

3.4. Diode Zener 

Diode Zener, hay còn được biết đến như diode ổn áp hoặc diode đánh thủng. Hoạt động trong chế độ phân cực ngược trên vùng điện áp đánh thủng (breakdown). Điện áp này thường được gọi là điện áp Zener hoặc thác lở (avalanche), giá trị của nó ít thay đổi.

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

Nguyên lý hoạt động của diode Zener là loại điốt được thiết kế để hoạt động hiệu quả trong vùng đánh thủng. Khi được kết nối ngược chiều, nếu điện áp tại mạch lớn hơn điện áp định mức của diode, diode sẽ cho phép dòng điện chạy qua.

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

3.5. Diode 1N4007

Diode 1N4007, là loại điốt silic chỉnh lưu phổ biến có khả năng chịu dòng điện lên đến 1A. Thường được áp dụng trong các adapter AC cho các thiết bị gia dụng thông thường. Đi-ốt 1N4007 có khả năng chịu được điện áp tối đa lên đến 1000V. Tuy nhiên, dòng điện cực đại mà mỗi diode 1N4007 có thể chịu là 1A; nếu dòng điện vượt quá giới hạn này, có thể gây ra hiện tượng nóng lên và gây cháy diode.

LabVIETCHEM vừa chia sẻ các thông tin liên quan đến Diode đến các bạn thông qua nội dung bài viết. Hy vọng bài viết của LabVIETCHEM đã mang đến thông tin hữu ích đến các bạn.