ไดโอด
ไดโอด (อังกฤษ: Diode) ในบรรดาชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ที่มีอิเล็กโทรดสองขั้วยอมให้กระแสไหลในทิศทางเดียวเท่านั้น และหลายๆ ตัวใช้ฟังก์ชันการแก้ไข ไดโอด Varicap (ไดโอด Varicap) ใช้เป็นตัวเก็บประจุแบบปรับได้แบบอิเล็กทรอนิกส์ ทิศทางปัจจุบันของไดโอดส่วนใหญ่มักถูกเรียกว่า"rectification" การทำงาน. หน้าที่ทั่วไปที่สุดของไดโอดคือการยอมให้กระแสในทิศทางเดียวเท่านั้น (เรียกว่าอคติไปข้างหน้า) และย้อนกลับ (เรียกว่าไบแอสย้อนกลับ) ดังนั้นไดโอดจึงถือได้ว่าเป็นเช็ควาล์วรุ่นอิเล็กทรอนิกส์
ไดโอดอิเล็กทรอนิกส์สูญญากาศในช่วงต้น เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่นำกระแสในทิศทางเดียว ภายในไดโอดเซมิคอนดักเตอร์มีจุดต่อ PN และขั้วตะกั่วสองขั้ว อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีการนำกระแสไฟแบบทิศทางเดียวตามทิศทางของแรงดันไฟที่ใช้ โดยทั่วไป คริสตัลลีนไดโอดเป็นส่วนต่อประสาน pn ที่เกิดขึ้นจากการเผาสารกึ่งตัวนำชนิด p และเซมิคอนดักเตอร์ชนิด n ชั้นประจุช่องว่างถูกสร้างขึ้นที่ทั้งสองด้านของอินเทอร์เฟซเพื่อสร้างสนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นเอง เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ใช้เท่ากับศูนย์ กระแสการแพร่จะเท่ากับกระแสดริฟท์ที่เกิดจากสนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นเอง ซึ่งเกิดจากความแตกต่างของความเข้มข้นของพาหะที่จุดแยก pn ทั้งสองข้างและอยู่ในสมดุลไฟฟ้า สถานะ. สถานะยังเป็นลักษณะไดโอดภายใต้สภาวะปกติ
ไดโอดต้นรวม"Cat's Whisker Crystals" และหลอดสุญญากาศ (เรียกว่า"Thermionic Valves" ในสหราชอาณาจักร) ปัจจุบันไดโอดส่วนใหญ่ใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ เช่น ซิลิกอนหรือเจอร์เมเนียม
ลักษณะเฉพาะ
แค่
เมื่อใช้แรงดันไปข้างหน้า แรงดันไปข้างหน้าจะเล็กมากที่จุดเริ่มต้นของลักษณะการส่งต่อ ซึ่งไม่เพียงพอที่จะเอาชนะเอฟเฟกต์การปิดกั้นของสนามไฟฟ้าในจุดเชื่อมต่อ PN กระแสไปข้างหน้าเกือบเป็นศูนย์ ส่วนนี้เรียกว่าเขตมรณะ แรงดันไปข้างหน้าที่ไม่เปิดไดโอดเรียกว่าแรงดันโซนตาย เมื่อแรงดันไปข้างหน้ามากกว่าแรงดันเดดโซน สนามไฟฟ้าในชุมทาง PN จะถูกเอาชนะ ไดโอดจะเปิดขึ้น และกระแสจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ในช่วงการใช้งานปกติในปัจจุบัน แรงดันขั้วของไดโอดยังคงเกือบคงที่ตลอดช่วงการนำไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้านี้เรียกว่าแรงดันไปข้างหน้าของไดโอด เมื่อแรงดันไปข้างหน้าข้ามไดโอดเกินค่าหนึ่ง สนามไฟฟ้าภายในจะอ่อนตัวลงอย่างรวดเร็ว กระแสลักษณะเฉพาะจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และไดโอดจะดำเนินการ เรียกว่าเกณฑ์แรงดันหรือแรงดันขีด จำกัด หลอดซิลิกอนประมาณ 0.5V และทวารประมาณ 0.1V แรงดันตกคร่อมของไดโอดซิลิคอนอยู่ที่ประมาณ 0.6~0.8V และแรงดันตกไปข้างหน้าของไดโอดเจอร์เมเนียมอยู่ที่ประมาณ 0.2~0.3V
ในทางตรงกันข้าม
เมื่อแรงดันย้อนกลับที่ใช้ไม่เกินช่วงที่กำหนด กระแสที่ไหลผ่านไดโอดจะเป็นกระแสย้อนกลับที่เกิดจากการเคลื่อนที่แบบลอยของตัวพาชนกลุ่มน้อย เนื่องจากกระแสย้อนกลับมีขนาดเล็กมาก ไดโอดจึงอยู่ในสถานะปิด กระแสย้อนกลับนี้เรียกอีกอย่างว่ากระแสอิ่มตัวย้อนกลับหรือกระแสรั่วไหล และกระแสความอิ่มตัวย้อนกลับของไดโอดจะได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิอย่างมาก โดยทั่วไป กระแสย้อนกลับของท่อซิลิกอนจะมีขนาดเล็กกว่าของท่อแทนทาลัมมาก กระแสความอิ่มตัวย้อนกลับของท่อซิลิกอนกำลังต่ำอยู่ที่ประมาณ nA และท่อพลังงานต่ำอยู่ที่ประมาณ μA เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น เซมิคอนดักเตอร์จะถูกกระตุ้นด้วยความร้อน จำนวนพาหะส่วนน้อยจะเพิ่มขึ้น และกระแสความอิ่มตัวย้อนกลับก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน
แตกหัก
เมื่อแรงดันย้อนกลับที่ใช้เกินค่าหนึ่ง กระแสย้อนกลับจะเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าไฟฟ้าขัดข้อง แรงดันธรณีประตูที่ทำให้เกิดไฟฟ้าขัดข้องเรียกว่าแรงดันไฟย้อนกลับของไดโอด ไดโอดสูญเสียการนำไฟฟ้าแบบทิศทางเดียวในระหว่างการสลายทางไฟฟ้า ถ้าไดโอดไม่ร้อนมากเกินไปเนื่องจากการชำรุดทางไฟฟ้า การนำไฟฟ้าแบบทิศทางเดียวอาจไม่เสียหายอย่างถาวร หลังจากถอดแรงดันไฟฟ้าแล้ว ประสิทธิภาพจะยังคงฟื้นตัว มิฉะนั้น ไดโอดจะเสียหาย ดังนั้นควรป้องกันไม่ให้แรงดันย้อนกลับที่ใช้กับไดโอดสูงเกินไป
ไดโอดเป็นอุปกรณ์สองขั้วที่มีการนำทิศทางเดียว มีไดโอดอิเล็กทรอนิกส์และไดโอดคริสตัล เนื่องจากการสูญเสียความร้อนของไส้หลอดนั้นต่ำกว่าของคริสตัลไดโอด ไดโอดจึงไม่ค่อยเห็น เป็นเรื่องปกติและใช้กันทั่วไป เป็นคริสตัลไดโอด ไดโอด ลักษณะการนำไฟฟ้าทิศทางเดียวของไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์เกือบทั้งหมด และมีบทบาทสำคัญในหลายวงจร มันเป็นหนึ่งในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่เก่าที่สุดและการใช้งานก็มีมากมายเช่นกัน
แรงดันตกหลอดไดโอด: ซิลิคอนไดโอด (ชนิดไม่เรืองแสง) มีแรงดันตกไปข้างหน้า 0.7V และหลอดซีนอนมีแรงดันตกหลอดไปข้างหน้า 0.3V แรงดันไฟตกไปข้างหน้าของ LED จะแตกต่างกันไปตามสีของแสงที่ต่างกัน ส่วนใหญ่มีสามสี ค่าอ้างอิงแรงดันตกเฉพาะมีดังนี้: แรงดันไฟตกของ LED สีแดงคือ 2.0-2.2V, แรงดันไฟตกของ LED สีเหลืองคือ 1.8-2.0V และแรงดันตกของ LED สีเขียวคือ 3.0-3.2V กระแสไฟที่กำหนดเมื่อเปล่งแสงคือประมาณ 20 mA
แรงดันและกระแสของไดโอดไม่เป็นเชิงเส้น ดังนั้นเมื่อไดโอดต่าง ๆ ต่อขนานกัน ควรต่อตัวต้านทาน
เส้นโค้งลักษณะ
เช่นเดียวกับทางแยก PN ไดโอดมีการนำไฟฟ้าแบบทิศทางเดียว ไดโอดโวลแทมเมทรีทั่วไป
เส้นโค้งลักษณะ (รูป) เมื่อแรงดันไปข้างหน้าถูกนำไปใช้กับไดโอด เมื่อค่าแรงดันมีขนาดเล็ก กระแสจะเล็กมาก เมื่อแรงดันไฟฟ้าเกิน 0.6V กระแสจะเริ่มเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ ซึ่งมักจะเรียกว่าแรงดันไฟของไดโอด เมื่อแรงดันไฟฟ้าถึงประมาณ 0.7V ไดโอด ในสถานะนำไฟฟ้าได้เต็มที่ ค่านี้มักจะเรียกว่าแรงดันไฟเปิดของไดโอด ดังที่แสดงด้วยสัญลักษณ์ UD
สำหรับไดโอดเจอร์เมเนียม แรงดันไฟเปิดคือ 0.2V และแรงดันไฟเปิด UD ประมาณ 0.3V แรงดันย้อนกลับถูกนำไปใช้กับไดโอด และเมื่อค่าแรงดันไฟน้อย กระแสไฟจะน้อยมาก และค่าปัจจุบันคือ IS ของกระแสความอิ่มตัวย้อนกลับ เมื่อแรงดันย้อนกลับเกินค่าหนึ่ง กระแสจะเริ่มเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งเรียกว่าการสลายแบบย้อนกลับ แรงดันไฟฟ้านี้เรียกว่าแรงดันไฟย้อนกลับของไดโอดและแสดงด้วยสัญลักษณ์ UBR ค่า UBR ของแรงดันพังทลายของไดโอดประเภทต่างๆ จะแตกต่างกันอย่างมาก ตั้งแต่สิบโวลต์ไปจนถึงหลายพันโวลต์
