Diode là gì? và ứng dụng của Diode trong thực tế?

Để có thể trở thành một người học điện tử bài bản và chuyên nghiệp, thì bạn cần phải nắm rõ và hiểu sâu về một linh kiện bán dẫn rất phổ biến là Diode. Vậy Diode là gì? Nó được cấu tạo như thế nào và hình dáng ra sao? Cách thức sử dụng Diode trong thực tế, cũng như bạn cần quan tâm những thông số nào của Diode khi thiết kế mạch điện tử hoặc sửa chữa điện tử?.

Mạch sử dụng diode thực tế

Hãy cùng trung tâm VATC chúng tôi giải đáp tất cả qua bài viết dưới đây!

  1. Diode là gì?

Diode là một linh kiện điện tử bán dẫn, được chế tạo từ hợp chất Silic, Bori và Photpho. Ba nguyên tố này được pha trộn với nhau tạo thành hai lớp bán dẫn loại N và loại P tiếp xúc với nhau. Một cực của Diode đấu với lớp N được gọi là Katot, cực còn lại đấu với lớp P và được gọi là Anot. Đặc tính cơ bản nhất của một Diode đó là chỉ cho phép dòng điện đi từ A tới K.

Kí hiệu của diode

Đầu tiên, chúng ta sẽ đi nhìn tổng quan về một số hình dạng của Diode trong thực tế, để có thể nhận biết được Diode trong mạch điện.

Các loại diode
  1. Nguyên lý hoạt động của Diode

Diode chỉ cho phép dòng điện đi từ cực Anot tới cực Katot, mà không cho phép dòng điện đi theo hướng ngược lại. Bạn có thể xem Diode là van điện một chiều. Trong nhiều mạch điện, nếu bạn muốn dòng điện chỉ đi theo một chiều cố định, thì bạn cần phải dùng Diode để đảm nhiệm nhiệm vụ này.

Nguyên lý hoạt động của diode

Cực Anot luôn được ký hiệu là hình tam giác và cực Katot của Diode sẽ được ký hiệu là một gạch ngang. Nhìn như hình trên ta thấy rằng, khi đấu cực dương của nguồn Anot thì Diode cho dòng điện chạy qua giúp bóng đèn phát sáng. Còn khi đấu cực dương của nguồn vào chân Katot, thì Diode không cho dòng điện chạy qua và bóng đèn không sáng. Người ta gọi cách đấu như hình bên phải là phân cực ngược, còn các đấu như hình bên trái là phân cực thuận.

Một Diode lý tưởng sẽ là một van điện điện một chiều không gây ra một sụt áp nào. Thế nhưng, trong thực tế thì khi có dòng điện chạy qua Diode, thì nó sẽ gây ra một sụt áp giữa Anot và Katot, một điện áp khoảng 0.2 – 1.4V tùy vào Diode. Điện áp này được gọi là VF. Để rõ hơn, bạn có thể quan sát qua sơ đồ dưới đây.

 

Như vậy có nghĩa là bóng đèn không được cấp trực tiếp một nguồn điện 12V, mà chỉ có 11.3V do Diode đã tạo ra một sụt áp 0.7V. Đây là một điểm bất lợi khi dòng điện qua tải lớn, vì nó sinh ra một công suất tiêu tán trên chính Diode.

  1. Các thông số quan trọng khi sử dụng diode

#Dòng điện định mức chạy qua Diode:

Đây là thông số đầu tiên mà bạn cần phải quan tâm khi sử dụng Diode trong mạch điện. Mỗi một Diode chỉ cho phép một dòng điện tối đa nào đó chạy qua. Dòng điện định mức này còn được gọi là IF. Diode sẽ chết nếu như mắc Diode trong mạch điện lớn hơn IF của nó. Ví dụ: Diode chỉnh lưu 1n4007 có IF = 1A.

#Điện áp ngược chịu đựng:

Khi phân cực ngược, Diode sẽ không cho dòng điện chạy qua nhưng cũng đồng nghĩa là nó phải chịu một điện áp ngược dồn vào giữa hai đầu Anot và Katot. Chẳng hạn bạn có một nguồn điện một chiều với giá trị điện áp khoảng 60V.

Bạn chỉ cần cho một Diode 1n4001 đấu với Anot với cực âm (-) và đấu với Katot cực dương (+), thì Diode này sẽ bị phá hủy ngay mặc dù nó không dẫn điện. Bởi phân cực ngược nhưng điện áp ngược chịu đựng của mỗi Diode được ghi trong datasheet và ký hiệu là VRRM.

Diode là gì

#Tần số đáp ứng của Diode:

Mỗi một Diode sẽ chỉ hoạt động ở một tần số tín hiệu cho phép. Nếu một Diode chỉ chịu được ở tần số thấp mà đấu vào mạch điện cao thì Diode đó sẽ hỏng.

  1. Phân loại Diode và công dụng của nó trong mạch điện

Diode được chia làm các loại chính sau:

#Diode chỉnh lưu:

Thường hoạt động ở dải tần thấp, chịu được dòng điện lớn và có áp ngược chịu đựng dưới 1000V. Những Diode này chủ yếu sử dụng để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều sang một chiều.

#Diode xung:

Là những Diode có tần số đáp ứng cao từ vài chục kilo Hertz đến cả Mega hertz. Những Diode này thường được sử dụng trong các bo nguồn xung, các thiết bị điện tử có tần số cao.

#Diode phát quang:

Là những đèn LED được sử dụng để làm đèn quảng cáo, đèn chiếu sáng hay đèn báo hiệu…

#Diode ổn áp zenner:

Được sử dụng rất nhiều trong các mạch nguồn điện áp thấp nhờ đặc tính ổn áp của chúng. Đây là một loại Diode có chức năng hoạt động rất đặc biệt, bởi nó có thể cho dòng điện chạy từ K sang A nếu như nguồn điện áp lớn hơn điện áp ghim của nó. Khi có dòng điện ngược chạy qua, thì nó sẽ ghim lại một điện áp như thông số trên datasheet của nó.

  1. Ứng dụng của Diode trong thực tế

#Sử dụng để chỉnh lưu dòng điện:

Biến dòng điện xoay chiều trở thành dòng điện một chiều.

#Sử dụng để giảm áp:

Như đã nói ở trên, sau khi dòng điện đi qua Diode thì mỗi một Diode sẽ gây ra một sụt áp trên nó. Trong một số trường hợp, người ta áp dụng đặc tính này để giảm áp. Ví dụ bạn có một chiếc đài chạy 3V mà có cục sạc 5V, thì bạn có thể đấu tiếp nối 3 con Diode với nhau, sau đó đấu vào đầu 5V. Tại đầu ra cuối cùng của Diode có một điện áp khoảng gần bằng 3V.

Dùng để giảm áp

#Sử dụng để bảo vệ chống cắm nhầm cực:

Rất nhiều thiết bị điện tử một chiều không cho phép cấp nguồn ngược cực. Nếu như ngược cực thì thiết bị đấy sẽ hỏng ngay lập tức. Để có thể bảo vệ những thiết bị này được an toàn, người ta sẽ đấu thêm một Diode trước khi bắt ra cực của thiết bị. Điều này sẽ khiến dòng điện chỉ cho phép đi theo một chiều duy nhất. Khi đó, dù bạn có cấp nguồn ngược cực thì thiết bị vẫn được an toàn.

Diode bảo vệ

Còn nhiều ứng dụng nữa của diode mà trong bài viết này chúng tôi không thể liệt kê hết ở đây. Hi vọng sau những kiến thức được trang bị ở trên bạn có thể trả lời được câu hỏi “Diode là gì?” và biết cách sử dụng diode trong công việc thiết kế và sửa chữa điện tử.

Profile Pic
VATC

Bình luận

Your email address will not be published. Required fields are marked *