Khái Niệm, Cấu Tạo, Phân Loại Và Nguyên Lí Hoạt động Của đi ốt - Bkaii

Tiếp tục là những tìm hiểu về các linh kiện điện tử cơ bản. Hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu về Diode với những thông tin về khái niệm, cấu tạo, phân loại cũng như nguyên lí hoạt động nhé!

Cũng giống như tụ điện, transistor, rơ le,… điốt hiện nay cũng được sử dụng một cách rộng rãi trong các bài toán điện. Nói về đi ốt cũng có một số điểm cần lưu ý.

Trước tiên chúng ta sẽ đi tìm hiểu về định nghĩa điốt, một bộ phận vô cùng quan trọng trong mạch điện, điốt tên tiếng anh là Diode, là một thiết bị điện cho phép dòng điện di chuyển qua nó theo một hướng dễ dàng hơn nhiều so với thiết bị kia. Thuật ngữ “diode” được dành riêng cho các thiết bị tín hiệu nhỏ, I ≤ 1 A. Nếu I > 1 A thì thuật ngữ được sử dụng là bộ chỉnh lưu.Loại diode phổ biến nhất trong thiết kế mạch hiện đại là diode bán dẫn ngoài ra còn nhiều các công nghệ diode khác tồn tại. Khi được đặt trong một mạch đèn pin đơn giản, diode sẽ cho phép hoặc ngăn dòng điện qua đèn, tùy thuộc vào cực của điện áp được áp dụng

Phân loại điốt

Mặc dù chúng ta thường sử dụng nhất là điốt bán dẫn nhưng trên thực tế còn có một số loại Diode khác có thể kể đến:

• Đi ốt chỉnh lưu thường
• Đi ốt Zener
• Đi ốt tín hiệu
• Đi ốt Schottky
• Đi ốt quang (Photodiode)
• LED (điốt phát sáng)
• Đi ốt Laser

Cấu tạo

Đi ốt bán dẫn thường đều có nguyên lý cấu tạo chung là một khối bán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại N và được nối với 2 chân ra là anode và cathode.

Nguyên lí hoạt động

Khối bán dẫn P chứa nhiều lỗ trống tự do mang điện tích dương nên khi ghép với khối bán dẫn N thì các lỗ trống này có xu hướng chuyễn động khuếch tán sang khối N. Cùng lúc khối P lại nhận thêm các điện tử (điện tích âm) từ khối N chuyển sang. Kết quả là khối P tích điện âm (thiếu hụt lỗ trống và dư thừa điện tử) trong khi khối N tích điện dương (thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống).

Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp, một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúng tiến lại gần nhau, chúng có xu hướng kết hợp với nhau tạo thành các nguyên tử trung hòa. Quá trình này có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng hình thành điện áp tiếp xúc.

Sự tích điện âm khối P và Dương khối N hình thành một điện áp gọi là điện áp tiếp xúc (UTX). Điện trường sinh ra bởi điện áp có hướng từ khối N đến khối P nên cản trở chuyển động khuếch tán và như vậy sau một thời gian kể từ lúc ghép 2 khối bán dẫn với nhau thì quá trình chuyển động khuếch tán chấm dứt và tồn tại điện áp tiếp xúc. Lúc này ta nói tiếp xúc P-N ở trạng thái cân bằng. Điện áp tiếp xúc ở trạng thái cân bằng khoảng 0.6V đối với điốt làm bằng bán dẫn Si và khoảng 0.3V đối với điốt làm bằng bán dẫn Ge. Điệp áp ngoài ngược chiều điện áp tiếp xúc tạo ra dòng điện.

Hai bên mặt tiếp giáp là vùng các điện tử và lỗ trống dễ gặp nhau nhất nên quá trình tái hợp thường xảy ra ở vùng này hình thành các nguyên tử trung hòa. Vì vậy vùng biên giới ở hai bên mặt tiếp giáp rất hiếm các hạt dẫn điện tự do nên được gọi là vùng nghèo. Vùng này không dẫn điện tốt, trừ khi điện áp tiếp xúc được cân bằng bởi điện áp bên ngoài. Đây chính là cốt lõi hoạt động của điốt. Điệp áp ngoài cùng chiều điện áp tiếp xúc ngăn dòng điện

Nếu đặt điện áp bên ngoài ngược với điện áp tiếp xúc, sự khuyếch tán của các điện tử và lỗ trống không bị ngăn trở bởi điện áp tiếp xúc nữa và vùng tiếp giáp dẫn điện tốt. Nếu đặt điện áp bên ngoài cùng chiều với điện áp tiếp xúc, sự khuyếch tán của các điện tử và lỗ trống càng bị ngăn lại và vùng nghèo càng trở nên nghèo hạt dẫn điện tự do. Nói cách khác điốt chỉ cho phép dòng điện qua nó khi đặt điện áp theo một hướng nhất định.

Ứng dụng

Do tính chất dẫn điện một chiều nên Diode thường được sử dụng trong các mạch chỉnh lưu nguồn xoay chiều thành một chiều, các mạch tách sóng, mạch ghim áp phân cực cho transistor hoạt động.

Xem thêm:

• Vi xử lý: những tìm hiểu cơ bản
• Bạn biết gì về quang trở và biến trở?
• Khái niệm, cấu tạo và phân loại máy biến áp
• Khái niệm, công dụng và cách phân loại vi mạch
• Chức năng, ứng dụng, nguyên tắc vận hành rơ le
• Chức năng, nguyên lí hoạt động, ưu nhược điểm của Transistor

Trên đây là một vài tìm hiểu cơ bản về Diode. Hi vọng bài viết này giúp các bạn có thêm những kiến thức thú vị và hữu ích. Có thắc mắc hay cần thêm thông tin gì các bạn liên hệ BKAII nhé!

"BKAII -Thiết bị truyền thông TỐT nhất với giá CẠNH TRANH nhất!"