Giải thích về Điôt và các Loại của nó
Điôt là gì?
Điôt là thiết bị điện hai đầu hoạt động như một công tắc một chiều, cho phép dòng điện chảy (chuyển) chỉ theo một hướng. Các điôt được làm từ vật liệu bán dẫn như
Silicon,
Germanium, và
Axit galli.
Hai đầu của điôt được gọi là Anode và Cathode. Chức năng của điôt có thể được phân loại thành hai loại dựa trên sự khác biệt về điện thế (năng lượng tiềm năng) giữa hai đầu này:
Nếu anode có điện áp lớn hơn cathode, điôt được coi là ở trạng thái.bias thuận và dòng điện có thể chảy.
Nếu cathode có điện áp lớn hơn anode, điôt được coi là ở trạng thái.bias nghịch và dòng điện không thể chảy.
Các loại điôt khác nhau cần các mức điện áp khác nhau.
Điện áp thuận của điôt silicon là 0,7V, trong khi đó của điôt germanium là 0,3V.
Khi làm việc với Điôt Silicon, đầu cực âm thường được chỉ ra bằng dải đen hoặc dải tối ở một đầu của điôt, trong khi đầu cực dương thường được chỉ ra bằng đầu còn lại.
Chỉnh lưu, hay chuyển đổi AC sang DC, là một trong những ứng dụng phổ biến nhất của điôt.
Điôt được sử dụng trong các ứng dụng bảo vệ ngược cực và bảo vệ quá tải vì chúng cho phép dòng điện chảy (đi qua) chỉ theo một hướng và ngăn chặn dòng điện chảy theo hướng khác.
Biểu tượng của điôt
Biểu tượng của điôt được minh họa dưới đây. Trong điều kiện bias thuận, mũi tên chỉ (kể) theo hướng dòng điện thông thường chảy. Đó là, cực dương được kết nối với bên p & cực âm được kết nối với bên n.
Một điôt PN kết nối đơn giản bằng cách pha tạp một khối tinh thể silic hoặc germani với chất tạp pentavalent (hoặc) chất tạp cho ở một phần và chất tạp trivalent (hoặc) chất tạp nhận ở phần khác.
Kết nối PN cũng có thể được hình thành bằng cách liên kết một bán dẫn p-type và một bán dẫn n-type lại với nhau sử dụng một quy trình sản xuất cụ thể. Âm cực là đầu nối đến loại p. Dương cực là đầu nối đến phía n-type.
Ở trung tâm của khối, các pha tạp này tạo thành một kết nối PN.
Nguyên lý hoạt động của điôt
Tương tác giữa bán dẫn n-type và p-type là quá trình cơ bản đằng sau hoạt động của điôt.
Bán dẫn n-type bao gồm nhiều (số lượng lớn) electron tự do và số lượng nhỏ lỗ trống. Nói cách khác, trong bán dẫn n-type, nồng độ electron tự do rất lớn trong khi nồng độ lỗ trống khá thấp.
Trong bán dẫn n-type, electron tự do được gọi là mang điện đa số, trong khi lỗ trống được gọi là mang điện thiểu số.
Bán dẫn p-type được đặc trưng bởi số lượng lớn lỗ trống so với số lượng electron tự do mà nó chứa. Lỗ trống chiếm đa số trong số các mang điện của bán dẫn p-type, trong khi electron tự do chỉ chiếm một phần nhỏ của loại mang điện này.
Đặc tính của điôt
Điôt bị thiên về phía trước
Điôt bị thiên về phía ngược lại
Điôt không bị thiên (điôt không có điện áp)
1). Điôt bị thiên về phía trước
Có một sự giảm nhỏ về điện áp qua điôt khi nó được cực hóa theo chiều thuận và dòng điện đang chảy qua nó.
Điện áp theo chiều thuận của điôt germani là 300 mV, thấp hơn nhiều so với điện áp theo chiều thuận của điôt silic, là 690 mV.
Năng lượng tiềm năng trên vật liệu loại p là dương, trong khi năng lượng tiềm năng trên vật liệu loại n là âm. Vật liệu loại p có năng lượng tiềm năng dương.
2). Điôt Cực Hóa Ngược
Khi điện áp của pin được giảm xuống zero, điôt được nói là có cực hóa ngược. Điện áp ngược cho điôt germani là -50(μA) microampe, trong khi điện áp ngược cho điôt silic là -20(μA) microampe. Khi xem xét qua vật liệu loại p, năng lượng tiềm năng là âm, nhưng khi xem xét qua vật liệu loại n, năng lượng tiềm năng là dương.
3). Điôt Không Cực Hóa (Điôt Cực Hóa Zero)
Điôt được nói là ở trạng thái không cực hóa khi điện áp tiềm năng đo được qua điôt là zero.
Ứng dụng của Điôt
Bảo vệ chống lại dòng điện chảy theo chiều ngược lại bằng cách sử dụng điôt
Điôt thường được sử dụng trong các mạch kẹp (mạch kẹp).
Sử dụng điôt trong mạch cổng logic
Điôt là thành phần phổ biến trong các mạch cắt.
Thiết bị chỉnh lưu bao gồm điôt
Loại Điôt
1). Điôt Ngược
2). Điôt BARITT
3). Điôt Gunn
4). Điốt Laser
5). Điốt Phát Sáng
6). Photodiode
7). Điốt PIN
8). Điốt Phục Hồi Nhanh
9). Điốt Phục Hồi Bước
10). Điốt Hầm
11). Điốt Kết Hợp P-N
12). Điốt Zener
13). Điốt Schottky
14). Điốt Shockley
15). Điốt Varactor (hoặc) Vari-cap
16). Điốt Avalanch
17). Điốt Dòng Điện Hằng Số
18). Điốt Đổ Vàng
19). Điốt Siêu Rào Cản
20). Điốt Peltier
21). Điốt Tinh Thể
22). Điôt chân không
23). Điôt tín hiệu nhỏ
24). Điôt tín hiệu lớn
1). Điôt ngược
Loại điôt này còn được gọi là "điôt ngược," và nó không được sử dụng thường xuyên. Điôt ngược (back) là một điôt kết nối PN, hoạt động như một điôt hầm. Hiện tượng hầm lượng tử là một phần quan trọng của cách dòng điện chảy, đặc biệt là theo hướng ngược lại. Với hình ảnh dải năng lượng, bạn có thể thấy chính xác cách điôt hoạt động.
Dải ở cấp độ trên cùng được gọi là "dải dẫn," và dải ở cấp độ dưới cùng được gọi là "dải hóa trị." Khi năng lượng được thêm vào electron, chúng có xu hướng nhận nhiều năng lượng hơn và di chuyển về phía dải dẫn. Khi electron di chuyển từ dải hóa trị sang dải dẫn, chúng để lại lỗ trong dải hóa trị.
Ở trạng thái không có áp đặt, dải hóa trị được chiếm giữ đối lập với dải dẫn được chiếm giữ. Trong điều kiện áp đặt ngược, mặt khác, vùng N di chuyển lên trong khi vùng P di chuyển xuống. Bây giờ, dải hoàn chỉnh trong phần P khác với dải trống trong phần N. Do đó, electron bắt đầu di chuyển từ dải đầy đủ trong phần P sang dải trống trong phần N bằng hiện tượng hầm.
Do đó, điều này cho thấy dòng điện vẫn xảy ra ngay cả khi áp đặt theo hướng ngược lại. Trong điều kiện áp đặt thuận, vùng N di chuyển theo cùng hướng với vùng P, đó là lên. Bây giờ, dải được lấp đầy trong phần N khác với dải trống trong phần P. Do đó, electron bắt đầu di chuyển từ dải đầy đủ trong phần N sang dải trống trong phần P bằng hiện tượng hầm.
Trong loại điôt này, vùng kháng âm (-) được hình thành, đó là phần chính của điôt làm cho nó hoạt động.
2). Điôt BARITT
Loại điôt này còn được biết đến với tên gọi đầy đủ là Barrier Injection Transit Time diode, hay BARRITT diode. Nó phù hợp cho các ứng dụng vi sóng và cho phép thực hiện nhiều so sánh với điôt IMPATT, loại được sử dụng phổ biến hơn.
Sử dụng năng lượng nhiệt là nguyên nhân gây ra sự phát xạ từ loại điôt đặc biệt này. So với các loại điôt khác, loại này tạo ra ít nhiễu hơn rất nhiều.
Mixer, amplifiers hoặc oscillators là một số ứng dụng có thể của những loại này nhờ khả năng tín hiệu nhỏ. Chúng cũng có thể được sử dụng trong nhiều thiết bị khác nhau.
3). Điôt Gunn
Điôt liên kết PN, còn được gọi là điôt Gunn, là một loại điôt thuộc loại thiết bị bán dẫn bao gồm hai đầu nối. Trong hầu hết các ứng dụng, nó được sử dụng để sản xuất tín hiệu vi sóng.
Oscillators phát triển từ điôt Gunn được sử dụng ở bất kỳ nơi nào cần truyền radio.
Chúng cũng được sử dụng trong các tổ chức quân sự. Điôt này là thành phần quan trọng của tất cả các tachometer, kể cả những loại cơ bản nhất. Điôt Gunn có thể giúp dễ dàng tích hợp công nghệ cảm biến mở cửa vào các hệ thống giám sát hiện đại, điều này là cần thiết trong các hệ thống giám sát hiện đại. Hơn nữa, điôt này được khuyến nghị sử dụng trong mạch báo trộm (báo đột nhập).
4). Điôt Laser
Do việc tạo ra ánh sáng đồng pha, điôt laser không hoạt động theo cách mà điôt LED (điôt phát sáng) thông thường hoạt động. Các loại điôt cụ thể này được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm ổ đĩa CD, máy chơi DVD và con trỏ laser được sử dụng trong các buổi thuyết trình. Mặc dù các điôt này rẻ hơn các loại máy phát laser khác, nhưng giá của chúng cao hơn nhiều so với LED. Chúng cũng có tuổi thọ hạn chế.
5). Điôt Phát Sáng
Cụm từ diode phát sáng (hay còn gọi là) LED đề cập đến một trong những loại diode phổ biến và được sử dụng rộng rãi nhất. Nếu diode được kết nối sao cho nó có độ chênh lệch điện áp thuận và sau đó dòng điện sẽ đi qua mối ghép, điều này sẽ tạo ra ánh sáng. Có nhiều đột phá mới về LED đang chuyển đổi chúng thành OLEDs và LEDs.
Trong khu vực làm việc với độ chênh lệch điện áp thuận, đây là loại diode đang hoạt động. Dòng điện bắt đầu chảy ngay khi diode bắt đầu dẫn điện khi chúng ta ở trong vùng này. Thuật ngữ "dòng điện thuận" đề cập đến loại dòng điện này. Diode là nguồn sáng được tạo ra trong suốt quá trình hoạt động này.
LED có nhiều màu sắc khác nhau. Để cụ thể hơn, có loại LED nhấp nháy có thể hoạt động như bật và tắt trong một khoảng thời gian xác định. Chúng có thể là LED hai màu, trường hợp này hai màu được phát ra, hoặc có thể là LED ba màu, trường hợp này ba màu được phát ra, tùy thuộc vào lượng điện áp dương nhận được.
Ngoài ra, còn có LED có thể tạo ra ánh sáng hồng ngoại. Sự ứng dụng thực tế của nó được tìm thấy trong các bộ điều khiển từ xa.
6). Photodiode
Ánh sáng được cảm nhận bởi photodiode theo kỹ thuật này. Đã được phát hiện rằng sự tương tác giữa ánh sáng và mối ghép PN có thể dẫn đến sự tạo ra electron và lỗ trống. Trong hầu hết các trường hợp, photodiode hoạt động dưới chế độ ngược cực, điều này cho phép thậm chí một lượng nhỏ dòng điện do ánh sáng gây ra cũng có thể được dễ dàng phát hiện và theo dõi. Tạo ra năng lượng là một ứng dụng khác có thể của các loại diode này.
Vì nó cũng có thể dẫn điện khi chịu độ chênh lệch điện áp ngược, cách hoạt động của photodiode rất giống với zen diode.
Cả giá trị của dòng điện và giá trị cường độ ánh sáng đều tỷ lệ thuận với nhau. Chúng cũng có thời gian phản ứng đủ nhanh, đo bằng nanosecond thay vì milisecond.
7). Điôt PIN
Đặc tính của điôt này được xác định trong quá trình phát triển. Cả tiêu chuẩn p-type và n-type đều được sử dụng trong việc xây dựng loại điôt này. Khi kết hợp, vùng tiếp giáp được tạo ra được gọi là bán dẫn nội tại vì nó không chứa bất kỳ nồng độ pha nào.
Các ứng dụng như chuyển mạch có thể tận dụng khả năng truy cập vào vùng này.
8). Điôt Phục hồi Nhanh
Điôt sẽ có thời gian phục hồi nhanh hơn. AC được sử dụng làm tín hiệu đầu vào trong quá trình chỉnh lưu. Các mức này có cả mặt tích cực và tiêu cực. Để cực tính chuyển từ dương sang âm (hoặc) từ âm sang dương, thời gian phục hồi phải ngắn nhất có thể.
Khi thực hiện các ứng dụng tần số cao, việc có thời gian phục hồi nhanh nhất có thể là rất quan trọng. Trong điều kiện như vậy, nên sử dụng điôt cụ thể này. Như một điều kiện của điều này, việc biểu diễn phải được thực hiện một cách chính xác trong khi vẫn giữ nguyên tính toàn vẹn của tín hiệu.
9). Điôt Phục hồi Bước
Đây là một trong những thành phần của điôt vi sóng. Điều này thường dẫn đến việc tạo ra xung trong dải tần số cao. Những điôt này phụ thuộc (tùy thuộc) vào loại điôt có đặc tính tắt (tắt) nhanh do hoạt động của chúng.
10). Điôt Hầm
Những điôt hầm đã được biết đến với việc cần các công tắc khi hoạt động trong dải tốc độ cực cao. Thời gian chuyển đổi sẽ được đo bằng nanogion hoặc picogion. Điều này được sử dụng trong mạch dao động thư giãn vì ý tưởng về điện trở âm liên quan đến nó.
11). Điôt P-N
Đây là điôt cơ bản được tạo ra khi vật liệu p và n tương tác với nhau. Nó khám phá ý tưởng ưu tiên một góc nhìn hơn góc nhìn khác. Do sự phân cực này, nó có thể hoạt động ở nhiều chế độ hoạt động khác nhau.
Chỉ khi áp dụng phân cực thuận, điôt này mới dẫn điện. Khi phân cực ngược, không có dòng điện rõ ràng. Điều này cho thấy dòng điện bị chặn khi phân cực ngược.
Chúng được sử dụng trong các trường hợp ứng dụng cần dòng điện thấp, như điôt tín hiệu, và do đó được ưa chuộng. Các chỉnh lưu là một trong những ứng dụng cơ bản nhất của công nghệ này.
12). Điôt Zener
Đó là loại điôt được xây dựng theo cách mà nó có thể hoạt động ở chế độ phân cực ngược. Khi áp dụng phân cực thuận, các tính chất hoạt động của điôt sẽ tương đương với điôt thông thường có cấu trúc p-n làm thành phần cơ bản.
Khi điôt hoạt động ở chế độ phân cực ngược, một khi đã đạt đến điện áp Zener thấp nhất, giá trị dòng điện sẽ tăng lên; tuy nhiên, điện áp sẽ tiếp tục giữ nguyên sau điểm đó.
Do đó, nó có thể được sử dụng trong quá trình điều khiển điện áp do thực tế này. Khi bắt đầu dẫn điện dưới sự phân cực thuận, điôt đã thể hiện khả năng độc đáo của mình. Các nhà sản xuất xác định chính xác điện áp zen sẽ là bao nhiêu cho loại điôt cụ thể này. Do đó, có thể tạo ra nhiều điôt zen hơn.
13). Điôt Schottky
Điôt Schottky là một loại điôt được đặc trưng bởi khả năng thực hiện các hoạt động chuyển mạch ở tốc độ cao. Rất ít tổn thất điện áp xảy ra trên đường dẫn thuận, do đó, đây được coi là một thuộc tính tích cực.
Các mạch kẹp nhanh đủ là một ví dụ tốt về nơi mà loại điôt này có thể được sử dụng, vì mục đích sử dụng của nó rất rõ ràng ở đó. Tần số trong dải gigahertz là điển hình cho hoạt động của các điôt loại này. Nói cách khác, nó có tiềm năng trở nên mong muốn hơn trong các ứng dụng tần số cao.
14). Điôt Shockley
Các ứng dụng chuyển mạch sử dụng các điôt này, là một loại điôt khác so với những loại được mô tả ở trên. Nó có một điện áp cơ bản, còn được gọi là điện áp kích hoạt, tồn tại.
Không thể chuyển mạch vì nó sẽ ở chế độ kháng cao nếu điện áp cung cấp cho nó thấp hơn giá trị kích hoạt cơ bản. Đường dẫn kháng thấp sẽ được tạo ra ngay khi điện áp cung cấp lớn hơn giá trị kích hoạt cơ bản. Điôt Shockley thực hiện chức năng của chúng theo cách này.
15). Điôt Varactor (hay) Varicap
Đây là một loại điôt độc đáo khác, xảy ra khi áp dụng một điện áp ngược vào mối nối của thiết bị. Điều này gây ra sự thay đổi trong điện dung của mối nối. Vì nó là một điôt điện dung biến thiên, từ viết tắt "varicap" có thể được sử dụng để chỉ nó.
16). Điôt Avalanche
Điôt avalanche là loại điôt nghịch cực hoạt động dựa trên hiện tượng avalanche. Sự thất bại của hiện tượng avalanche xảy ra khi điện áp sụt giảm vẫn giữ nguyên và không bị ảnh hưởng bởi dòng điện. Do mức độ nhạy cao mà chúng sở hữu, chúng được sử dụng cho việc phát hiện ánh sáng.
17). Điôt Dòng Điện Hằng Định
Đó là thiết bị điện hạn chế dòng điện đến giá trị tối đa được cung cấp. Nó cũng có thể được gọi là điôt hạn chế dòng điện (CLD) hoặc điôt điều chỉnh dòng điện (CRD) (CRD).
Những điôt này được làm từ JFET kênh n. Cổng được kết nối với nguồn và hoạt động như một bộ giới hạn dòng điện hai đầu hoặc nguồn dòng điện. Chúng cho phép dòng điện chảy qua chúng đến một giá trị cụ thể trước khi dừng lại để tăng thêm.
18). Điôt Phân Bổ Vàng
Vàng được sử dụng như một chất phân bổ trong những điôt này. Một số điôt mạnh mẽ hơn những điôt khác. Dòng rò ở trạng thái nghịch cực cũng thấp hơn trong những điôt này. Ngay cả với sự sụt giảm điện áp lớn, điôt vẫn có thể hoạt động ở tần số tín hiệu. Vàng giúp tái hợp nhanh các hạt mang thiểu số trong những điôt này.
19). Điôt Rào Cản Siêu Cấp
Đó là điôt chỉnh lưu có điện áp sụt giảm phía trước thấp như điôt Schottky và dòng rò ngược thấp như điôt P – N. Nó được tạo ra cho các ứng dụng công suất cao, chuyển mạch tốc độ cao và mất mát thấp. Điôt chỉnh lưu rào cản siêu cấp là loại chỉnh lưu tiếp theo có điện áp phía trước thấp hơn điôt Schottky.
20). Điôt Peltier
Nó tạo ra nhiệt tại hai mối nối vật liệu của bán dẫn trong loại điôt này, và nhiệt chảy từ một đầu cực đến đầu cực khác. Dòng chảy này chỉ có một hướng, giống như hướng dòng điện.
Nhiệt này được tạo ra do điện tích sinh ra từ quá trình tái kết hợp của các hạt mang điện thiểu số. Loại điôt này chủ yếu được sử dụng cho việc làm mát và sưởi ấm. Loại điôt này còn đóng vai trò như một cảm biến và động cơ nhiệt trong hệ thống làm mát nhiệt điện.
21). Điôt Tinh thể
Đây là dạng điôt tiếp xúc điểm, còn được gọi là "râu mèo". Chức năng hoạt động của nó được xác định bởi áp lực tiếp xúc giữa tinh thể bán dẫn và điểm tiếp xúc.
Một dây kim loại được chứa bên trong và ép vào tinh thể bán dẫn. Trong điều kiện này, tinh thể bán dẫn đóng vai trò là cathode trong khi dây kim loại đóng vai trò là anode. Về bản chất, các điôt này đã lỗi thời, chủ yếu được sử dụng trong các bộ thu và bộ dò sóng vi ba.
22). Điôt Chân không
Điôt chân không được cấu tạo từ hai điện cực, một là anode và một là cathode. Wolfram (tungsten) được sử dụng để làm cathode, phát electron theo hướng của anode. Dòng electron luôn đi từ cathode đến anode. Do đó, nó hoạt động như một công tắc.
Khi cathode được phủ bằng vật liệu oxit, khả năng phát electron tăng lên. Anode thường dài hơn và bề mặt của chúng đôi khi được làm nhám để giảm nhiệt độ xảy ra trong điôt. Điôt chỉ dẫn điện khi anode dương (+) so với cực cathode.
23). Điôt Tín hiệu Nhỏ
Đây là thiết bị nhỏ với các đặc tính không cân xứng, chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng tần số cao và dòng điện thấp như radio và TV.
Điôt tín hiệu nhỏ hơn nhiều so với điôt công suất. Một cạnh được đánh dấu bằng màu đen (hoặc) đỏ để chỉ cực âm. Hiệu suất của điôt tín hiệu nhỏ đặc biệt hiệu quả cho các ứng dụng ở tần số cao.
So với khả năng trong các danh mục khác, điôt tín hiệu thường có khả năng dẫn dòng điện khiêm tốn và tiêu thụ công suất thấp. Chúng thường nằm trong khoảng 150mA & 500mW.
Nó được sử dụng trong
Ứng dụng điôt,
Đổi trạng thái tốc độ cao,
Các bộ khuếch đại tham số & nhiều ứng dụng khác.
24). Điôt Tín Hiệu Lớn
Lớp kết nối PN trên những điôt này khá dày. Do đó, chúng thường được sử dụng trong quá trình chỉnh lưu, hoặc chuyển đổi AC sang DC. Kết nối PN lớn tăng cường khả năng dẫn dòng điện tiến và điện áp chặn ngược của điôt. Điôt tín hiệu lớn không phù hợp cho các ứng dụng tần số cao.
Những điôt này chủ yếu được sử dụng trong nguồn điện như
Chỉnh lưu,
Bộ chuyển đổi,
Bộ nghịch lưu,
Thiết bị sạc pin, v.v.
Điện trở tiến của những điôt này là vài Ohm, trong khi điện trở chặn ngược được đo bằng Mega Ohm.
Do khả năng dòng điện & điện áp cao, nó có thể được sử dụng trong các thiết bị điện để kìm hãm các đỉnh điện áp lớn.
Do đó, nhiều loại điôt và các ứng dụng của chúng đã được thảo luận trong bài viết này. Mỗi điôt có phương pháp biểu diễn độc đáo riêng, cũng như phương pháp hoạt động độc đáo của nó.
Câu Hỏi Thường Gặp
1). Điôt có chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành dòng điện một chiều (DC) không?
Diode cho phép dòng điện chảy (đi qua) theo một hướng. Khi được sử dụng với dòng điện xoay chiều, diode chỉ dẫn điện trong nửa chu kỳ. Do đó, chúng được sử dụng để chuyển đổi dòng điện xoay chiều sang dòng điện một chiều. Do đó, diode là dòng điện một chiều (DC).
2). Diode lý tưởng là gì?
Diode được sử dụng để điều chỉnh hướng dòng điện được gọi là diode lý tưởng. Với diode lý tưởng, dòng điện chỉ có thể chảy theo một hướng, được gọi là hướng thuận, và không thể chảy theo hướng ngược lại.
Diode lý tưởng dường như là mạch mở khi bị phân cực ngược, và điện áp giữa hai đầu là âm trong điều kiện này.
3). Sự khác biệt giữa phân cực thuận và phân cực ngược là gì?
Phân cực thuận xảy ra trong diode thông thường khi điện áp giữa hai đầu diode cho phép dòng điện chảy bình thường, trong khi phân cực ngược biểu thị điện áp giữa hai đầu diode theo hướng ngược lại. Tuy nhiên, điện áp được áp dụng lên diode trong quá trình phân cực ngược không gây ra dòng điện đáng kể nào.
Tuyên bố: Tôn trọng bản gốc, bài viết tốt đáng chia sẻ, nếu vi phạm quyền tác giả xin liên hệ để xóa.
