ไดโอดคืออะไร?

ไดโอดเป็นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์สองขั้ว จำกัดการไหล กระแสในทิศทางเดียวและปล่อยให้ไหลได้อย่างอิสระในทิศทางตรงกันข้าม มีประโยชน์มากมายในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ และสามารถใช้สร้างวงจรเรียงกระแส อินเวอร์เตอร์ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ในบทความนี้เราจะนำ จ้องมอง ไดโอดคืออะไรและทำงานอย่างไร เราจะพิจารณาการใช้งานทั่วไปในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ด้วย เริ่มกันเลย!

ไดโอดทำงานอย่างไร?

ไดโอดเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดหนึ่งที่ ช่วยให้ กระแสต้องไหลไปในทิศทางเดียว มักพบในวงจรไฟฟ้า พวกเขาทำงานบนพื้นฐานของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ผลิตขึ้น ซึ่งอาจเป็นแบบ N-type หรือ P-type ถ้าไดโอดเป็นชนิด N จะส่งกระแสผ่านก็ต่อเมื่อจ่ายแรงดันในทิศทางเดียวกับลูกศรของไดโอด ในขณะที่ไดโอดชนิด P จะจ่ายกระแสผ่านได้ก็ต่อเมื่อจ่ายแรงดันในทิศทางตรงกันข้ามกับลูกศรเท่านั้น

วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ช่วยให้กระแสไหลได้โซนพร่อง' นี่คือพื้นที่ที่ห้ามใช้อิเล็กตรอน หลังจากใช้แรงดันไฟฟ้าแล้ว โซนพร่องจะไปถึงปลายทั้งสองของไดโอดและยอมให้กระแสไหลผ่านได้ กระบวนการนี้เรียกว่า "อคติไปข้างหน้า'

หากใช้แรงดันไฟฟ้ากับ โดยตรงกันข้าม วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ อคติย้อนกลับ ซึ่งจะทำให้โซนพร่องขยายจากปลายด้านหนึ่งของเทอร์มินอลและหยุดกระแสไหล เนื่องจากหากใช้แรงดันไฟฟ้าในเส้นทางเดียวกับลูกศรบนสารกึ่งตัวนำชนิด P สารกึ่งตัวนำชนิด P จะทำหน้าที่เหมือนชนิด N เพราะจะทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามกับลูกศรได้

การไหลของกระแสไดโอด

ไดโอดใช้ทำอะไร?

ไดโอดใช้สำหรับ แปลง กระแสตรงเป็นกระแสสลับในขณะที่ปิดกั้นการนำประจุไฟฟ้าแบบย้อนกลับ ส่วนประกอบหลักนี้ยังสามารถพบได้ในดิมเมอร์ มอเตอร์ไฟฟ้า และแผงโซลาร์เซลล์

ไดโอดใช้ในคอมพิวเตอร์สำหรับ защита ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์คอมพิวเตอร์เสียหายจากไฟกระชาก โดยจะลดหรือบล็อกแรงดันไฟฟ้าเกินกว่าที่เครื่องต้องการ นอกจากนี้ยังช่วยลดการใช้พลังงานของคอมพิวเตอร์ ประหยัดพลังงาน และลดความร้อนที่เกิดขึ้นภายในอุปกรณ์ ไดโอดใช้ในเครื่องใช้ไฟฟ้าระดับไฮเอนด์ เช่น เตาอบ เครื่องล้างจาน เตาไมโครเวฟ และเครื่องซักผ้า ใช้ในอุปกรณ์เหล่านี้เพื่อป้องกัน ความเสียหาย เนื่องจากไฟกระชากที่เกิดจากไฟฟ้าขัดข้อง

การประยุกต์ใช้ไดโอด

• การแก้ไข
• เหมือนสวิตช์
• วงจรแยกแหล่งที่มา
• เป็นแรงดันอ้างอิง
• เครื่องผสมความถี่
• การป้องกันกระแสย้อนกลับ
• การป้องกันการกลับขั้ว
• ป้องกันไฟกระชาก
• ตัวตรวจจับซองจดหมาย AM หรือตัวแยกสัญญาณ (ตัวตรวจจับไดโอด)
• เหมือนแหล่งกำเนิดแสง
• ในวงจรเซ็นเซอร์อุณหภูมิบวก
• ในวงจรเซ็นเซอร์วัดแสง
• แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์หรือแบตเตอรี่ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์
• เหมือนปัตตาเลี่ยน
• เหมือนรีเทนเนอร์

ประวัติของไดโอด

คำว่า "ไดโอด" มาจาก Греческий คำว่า "diodous" หรือ "diodos" จุดประสงค์ของไดโอดคือการให้กระแสไฟฟ้าไหลไปในทิศทางเดียวเท่านั้น ไดโอดยังสามารถเรียกว่าวาล์วอิเล็กทรอนิกส์

ถูกพบ เฮนรี โจเซฟ ราวน์ ผ่านการทดลองไฟฟ้าของเขาในปี 1884 การทดลองเหล่านี้ดำเนินการโดยใช้หลอดแก้วสุญญากาศ ซึ่งภายในมีขั้วไฟฟ้าโลหะอยู่ที่ปลายทั้งสองด้าน ขั้วลบมีแผ่นที่มีประจุบวกและขั้วบวกมีแผ่นที่มีประจุลบ เมื่อกระแสไหลผ่านหลอด ไฟจะสว่างขึ้น แสดงว่ามีพลังงานไหลผ่านวงจร

ใครเป็นคนคิดค้นไดโอด

แม้ว่าไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ตัวแรกจะถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี 1906 โดย John A. Fleming แต่ก็ให้เครดิตกับ William Henry Price และ Arthur Schuster สำหรับการประดิษฐ์อุปกรณ์ในปี 1907

วิลเลียม เฮนรี พรีซ และอาเธอร์ ชูสเตอร์

ประเภทของไดโอด

• ไดโอดสัญญาณขนาดเล็ก
• ไดโอดสัญญาณขนาดใหญ่
• สเตบิลิตรอน
• ไดโอดเปล่งแสง (LED)
• ดีซีไดโอด
• ไดโอด Schottky
• ช็อคเลย์ไดโอด
• ไดโอดกู้คืนขั้นตอน
• ไดโอดอุโมงค์
• วาแรคเตอร์ไดโอด
• เลเซอร์ไดโอด
• ไดโอดปราบปรามชั่วคราว
• ไดโอดเจือทอง
• ซูเปอร์บาริเออร์ไดโอด
• เพลเทียร์ไดโอด
• คริสตัลไดโอด
• ไดโอดถล่ม
• วงจรเรียงกระแสควบคุมด้วยซิลิคอน
• ไดโอดสุญญากาศ
• PIN-ไดโอด
• จุดติดต่อ
• โอดฮานน่า

ไดโอดสัญญาณขนาดเล็ก

ไดโอดสัญญาณขนาดเล็กเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีความสามารถในการสลับที่รวดเร็วและแรงดันตกคร่อมการนำไฟฟ้าต่ำ ให้การป้องกันระดับสูงต่อความเสียหายเนื่องจากการปล่อยไฟฟ้าสถิต

ไดโอดสัญญาณขนาดใหญ่

ไดโอดสัญญาณขนาดใหญ่เป็นไดโอดชนิดหนึ่งที่ส่งสัญญาณในระดับพลังงานที่สูงกว่าไดโอดสัญญาณขนาดเล็ก โดยทั่วไปจะใช้ไดโอดสัญญาณขนาดใหญ่เพื่อแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรง ไดโอดสัญญาณขนาดใหญ่จะส่งสัญญาณโดยไม่สูญเสียพลังงานและมีราคาถูกกว่าตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า

ตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนมักใช้ร่วมกับไดโอดสัญญาณขนาดใหญ่ การใช้อุปกรณ์นี้ส่งผลต่อเวลาตอบสนองชั่วคราวของวงจร ตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนช่วยจำกัดความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอิมพีแดนซ์

สเตบิลิตรอน

ซีเนอร์ไดโอดเป็นชนิดพิเศษที่จะนำไฟฟ้าได้เฉพาะในบริเวณที่ตกโดยตรงเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าเมื่อขั้วหนึ่งของซีเนอร์ไดโอดได้รับพลังงาน กระแสจะไหลจากอีกขั้วหนึ่งไปยังขั้วที่มีพลังงาน สิ่งสำคัญคือต้องใช้อุปกรณ์นี้อย่างถูกต้องและต่อสายดิน มิฉะนั้นอาจทำให้วงจรของคุณเสียหายอย่างถาวร สิ่งสำคัญคือต้องใช้อุปกรณ์นี้ในที่กลางแจ้ง เนื่องจากอุปกรณ์นี้จะไม่สามารถใช้งานได้หากวางไว้ในบรรยากาศที่ชื้น

เมื่อมีกระแสไฟฟ้าเพียงพอกับซีเนอร์ไดโอด จะเกิดแรงดันตก หากแรงดันไฟฟ้านี้ถึงหรือเกินกว่าแรงดันพังทลายของเครื่อง จะช่วยให้กระแสไหลจากขั้วหนึ่ง

ไดโอดเปล่งแสง (LED)

ไดโอดเปล่งแสง (LED) ทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่เปล่งแสงเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านในปริมาณที่เพียงพอ คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งของ LED คือการเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพ LED ยังใช้เป็นไฟแสดงสถานะเพื่อระบุเป้าหมายบนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น คอมพิวเตอร์ นาฬิกา วิทยุ โทรทัศน์ และอื่นๆ

LED เป็นตัวอย่างที่สำคัญของการพัฒนาเทคโนโลยีไมโครชิป และทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในด้านของแสง LED ใช้เซมิคอนดักเตอร์อย่างน้อยสองชั้นเพื่อสร้างแสง จุดแยก pn หนึ่งจุดเพื่อสร้างพาหะ (อิเล็กตรอนและรู) ซึ่งจะถูกส่งไปยังด้านตรงข้ามของชั้น "กั้น" ที่ดักจับรูที่ด้านหนึ่งและอิเล็กตรอนที่อีกด้านหนึ่ง . พลังงานของตัวพาที่ติดอยู่จะรวมตัวกันอีกครั้งใน "เสียงสะท้อน" ที่เรียกว่า อิเล็กโตรลูมิเนสเซนซ์

LED ถือเป็นประเภทแสงสว่างที่มีประสิทธิภาพเนื่องจากปล่อยความร้อนเพียงเล็กน้อยพร้อมกับแสง มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าหลอดไส้ซึ่งมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าถึง 60 เท่า มีกำลังส่องสว่างสูงกว่าและปล่อยสารพิษน้อยกว่าหลอดฟลูออเรสเซนต์แบบเดิม

ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของ LED คือความจริงที่ว่าพวกมันต้องการพลังงานเพียงเล็กน้อยในการทำงาน ขึ้นอยู่กับประเภทของ LED ขณะนี้สามารถใช้ LED กับแหล่งจ่ายไฟตั้งแต่เซลล์แสงอาทิตย์ไปจนถึงแบตเตอรี่และแม้แต่ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC)

มีไฟ LED หลายประเภทและมีหลายสี เช่น แดง ส้ม เหลือง เขียว น้ำเงิน ขาว และอื่น ๆ ปัจจุบัน LED มีฟลักซ์การส่องสว่างตั้งแต่ 10 ถึง 100 ลูเมนต่อวัตต์ (lm/W) ซึ่งใกล้เคียงกับแหล่งกำเนิดแสงทั่วไป

ดีซีไดโอด

ไดโอดกระแสคงที่หรือ CCD เป็นไดโอดควบคุมแรงดันไฟฟ้าชนิดหนึ่งสำหรับอุปกรณ์จ่ายไฟ หน้าที่หลักของ CCD คือการลดการสูญเสียพลังงานเอาต์พุตและปรับปรุงเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้าโดยการลดความผันผวนเมื่อโหลดเปลี่ยนแปลง นอกจากนี้ยังสามารถใช้ CCD เพื่อปรับระดับกำลังอินพุต DC และควบคุมระดับ DC บนรางเอาต์พุต

ไดโอด Schottky

ไดโอด Schottky เรียกอีกอย่างว่าไดโอดพาหะร้อน

Schottky diode คิดค้นโดย Dr. Walter Schottky ในปี 1926 การประดิษฐ์ไดโอด Schottky ช่วยให้เราสามารถใช้ LED (ไดโอดเปล่งแสง) เป็นแหล่งกำเนิดสัญญาณที่เชื่อถือได้

ไดโอดมีประโยชน์มากเมื่อใช้ในวงจรความถี่สูง ไดโอด Schottky ประกอบด้วยองค์ประกอบหลักสามส่วน จุดเชื่อมต่อ P, N และโลหะ-สารกึ่งตัวนำ การออกแบบอุปกรณ์นี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วภายในเซมิคอนดักเตอร์ที่เป็นของแข็ง สิ่งนี้ทำให้พาหะเปลี่ยนจากสารกึ่งตัวนำเป็นโลหะได้ ในทางกลับกัน สิ่งนี้จะช่วยลดแรงดันไปข้างหน้า ซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียพลังงานและเพิ่มความเร็วในการเปลี่ยนอุปกรณ์ที่ใช้ไดโอด Schottky โดยระยะขอบที่กว้างมาก

ช็อคเลย์ไดโอด

ไดโอด Shockley เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีการจัดเรียงอิเล็กโทรดแบบไม่สมมาตร ไดโอดจะนำกระแสในทิศทางเดียวและน้อยกว่ามากหากกลับขั้ว หากแรงดันภายนอกถูกคงไว้ทั่วไดโอด Shockley จากนั้นมันจะค่อยๆ ส่งต่อไบอัสเมื่อแรงดันที่ใช้เพิ่มขึ้น จนถึงจุดที่เรียกว่า "แรงดันตัด" ซึ่งไม่มีกระแสที่สามารถรับรู้ได้เนื่องจากอิเล็กตรอนทั้งหมดรวมตัวกันอีกครั้งกับรู . นอกเหนือจากแรงดันคัตออฟในการแสดงกราฟิกของคุณลักษณะแรงดันกระแสไฟฟ้าแล้ว ยังมีบริเวณที่มีความต้านทานเป็นลบ Shockley จะทำหน้าที่เป็นเครื่องขยายเสียงที่มีค่าความต้านทานเป็นลบในช่วงนี้

สามารถเข้าใจงานของ Shockley ได้ดีที่สุดโดยแบ่งมันออกเป็นสามส่วนที่เรียกว่าภูมิภาค กระแสในทิศทางกลับจากล่างขึ้นบนคือ 0, 1 และ 2 ตามลำดับ

ในพื้นที่ 1 เมื่อใช้แรงดันบวกสำหรับไบอัสไปข้างหน้า อิเล็กตรอนจะแพร่เข้าไปในสารกึ่งตัวนำชนิด n จากวัสดุชนิด p ซึ่งจะเกิด "โซนพร่อง" ขึ้นเนื่องจากการแทนที่ของพาหะส่วนใหญ่ เขตพร่องเป็นเขตที่พาหะของประจุไฟฟ้าถูกนำออกเมื่อมีการใช้แรงดันไฟฟ้า โซนพร่องรอบๆ จุดเชื่อมต่อ pn ป้องกันไม่ให้กระแสไหลผ่านด้านหน้าของอุปกรณ์ทิศทางเดียว

เมื่ออิเล็กตรอนเข้าสู่ด้าน n จากด้าน p จะเกิด "โซนพร่อง" ขึ้นในช่วงเปลี่ยนผ่านจากล่างขึ้นบนจนกระทั่งเส้นทางปัจจุบันของรูถูกปิดกั้น รูที่เคลื่อนที่จากบนลงล่างจะรวมตัวกันอีกครั้งโดยที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากล่างขึ้นบน นั่นคือระหว่างโซนการพร่องของแถบการนำไฟฟ้าและแถบวาเลนซ์จะมี "โซนการรวมตัวใหม่" ปรากฏขึ้น ซึ่งจะป้องกันไม่ให้กระแสพาหะหลักผ่านไดโอด Shockley

กระแสปัจจุบันถูกควบคุมโดยพาหะเดียวซึ่งเป็นพาหะส่วนน้อย เช่น อิเล็กตรอนในกรณีนี้สำหรับสารกึ่งตัวนำชนิด n และรูสำหรับวัสดุชนิด p ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้ว่าที่นี่การไหลของกระแสถูกควบคุมโดยพาหะส่วนใหญ่ (โฮลและอิเล็กตรอน) และการไหลของกระแสไม่ขึ้นกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ ตราบใดที่มีพาหะอิสระเพียงพอที่จะนำไฟฟ้าได้

ในบริเวณ 2 อิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากเขตพร่องจะรวมตัวกันอีกครั้งกับรูที่อยู่อีกด้านหนึ่ง และสร้างพาหะส่วนใหญ่ใหม่ (อิเล็กตรอนในวัสดุประเภท p สำหรับสารกึ่งตัวนำชนิด n) เมื่อรูเหล่านี้เข้าสู่โซนพร่อง รูเหล่านี้จะทำให้เส้นทางปัจจุบันผ่านไดโอด Shockley เสร็จสมบูรณ์

ในเขต 3 เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าภายนอกสำหรับไบอัสย้อนกลับ พื้นที่ประจุไฟฟ้าหรือเขตพร่องจะปรากฏในบริเวณทางแยก ซึ่งประกอบด้วยทั้งพาหะส่วนใหญ่และพาหะส่วนน้อย คู่อิเล็กตรอน-โฮลถูกแยกออกจากกันเนื่องจากการใช้แรงดันไฟฟ้าคร่อมทั้งคู่ ส่งผลให้เกิดกระแสดริฟท์ผ่านช็อคลีย์ ทำให้กระแสไหลผ่าน Shockley diode เพียงเล็กน้อย

ไดโอดกู้คืนขั้นตอน

Step Recovery Diode (SRD) เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่สามารถให้สถานะการนำไฟฟ้าระหว่างแอโนดและแคโทดที่คงที่และไม่มีเงื่อนไข การเปลี่ยนจากสถานะปิดเป็นสถานะเปิดอาจเกิดจากพัลส์แรงดันลบ เมื่อเปิด SRD จะทำงานเหมือนไดโอดที่สมบูรณ์แบบ เมื่อปิด SRD ส่วนใหญ่จะไม่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าโดยมีกระแสไฟฟ้ารั่วไหล แต่โดยทั่วไปไม่เพียงพอที่จะทำให้สูญเสียพลังงานอย่างมากในการใช้งานส่วนใหญ่

รูปด้านล่างแสดงรูปคลื่นการกู้คืนขั้นตอนสำหรับ SRD ทั้งสองประเภท เส้นโค้งด้านบนแสดงประเภทการฟื้นตัวอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะเปล่งแสงจำนวนมากเมื่อเข้าสู่สถานะปิด ในทางตรงกันข้าม เส้นโค้งด้านล่างแสดงไดโอดกู้คืนที่รวดเร็วเป็นพิเศษซึ่งปรับให้เหมาะสมสำหรับการทำงานด้วยความเร็วสูง และแสดงการแผ่รังสีที่มองเห็นได้เพียงเล็กน้อยในระหว่างการเปลี่ยนจากเปิด-ปิด

ในการเปิด SRD แรงดันแอโนดต้องเกินแรงดันเกณฑ์ของเครื่อง (VT) SRD จะปิดเมื่อศักย์แอโนดน้อยกว่าหรือเท่ากับศักย์แคโทด

ไดโอดอุโมงค์

ทันเนลไดโอดเป็นรูปแบบหนึ่งของวิศวกรรมควอนตัมที่นำเซมิคอนดักเตอร์ XNUMX ชิ้นมาเชื่อมกันโดยให้อีกด้านหันออก ไดโอดทันเนลมีลักษณะเฉพาะตรงที่อิเล็กตรอนไหลผ่านสารกึ่งตัวนำแทนที่จะไหลผ่านรอบๆ นี่เป็นหนึ่งในเหตุผลหลักว่าทำไมเทคนิคประเภทนี้จึงไม่เหมือนใคร เพราะไม่มีรูปแบบอื่นใดของการขนส่งอิเล็กตรอนจนถึงจุดนี้ที่สามารถบรรลุความสำเร็จดังกล่าวได้ สาเหตุหนึ่งที่ไดโอดแบบทันเนลได้รับความนิยมมากคือใช้พื้นที่น้อยกว่าวิศวกรรมควอนตัมในรูปแบบอื่นๆ และยังสามารถนำไปใช้กับงานหลายประเภทในหลายสาขา

วาแรคเตอร์ไดโอด

ไดโอดวาแรคเตอร์เป็นสารกึ่งตัวนำที่ใช้ในความจุแปรผันที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้า ไดโอดวาแรคเตอร์มีการเชื่อมต่อสองจุด การเชื่อมต่อหนึ่งอยู่ที่ด้านแอโนดของทางแยก PN และอีกทางหนึ่งอยู่ที่ด้านแคโทดของทางแยก PN เมื่อคุณใช้แรงดันไฟฟ้ากับวาแรคเตอร์ จะทำให้เกิดสนามไฟฟ้าที่เปลี่ยนความกว้างของชั้นพร่องของมัน สิ่งนี้จะเปลี่ยนความจุได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เลเซอร์ไดโอด

เลเซอร์ไดโอดเป็นสารกึ่งตัวนำที่ปล่อยแสงที่เชื่อมโยงกัน ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าแสงเลเซอร์ เลเซอร์ไดโอดจะปล่อยลำแสงแบบขนานที่มีความแตกต่างต่ำ สิ่งนี้ตรงกันข้ามกับแหล่งกำเนิดแสงอื่นๆ เช่น LED ทั่วไป ซึ่งแสงที่ปล่อยออกมามีความแตกต่างอย่างมาก

เลเซอร์ไดโอดใช้สำหรับการจัดเก็บแสง เครื่องพิมพ์เลเซอร์ เครื่องสแกนบาร์โค้ด และการสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติก

ไดโอดปราบปรามชั่วคราว

ไดโอดลดแรงดันไฟชั่วขณะ (TVS) เป็นไดโอดที่ออกแบบมาเพื่อป้องกันแรงดันไฟกระชากและภาวะชั่วครู่ประเภทอื่นๆ นอกจากนี้ยังสามารถแยกแรงดันและกระแสเพื่อป้องกันไม่ให้ไฟฟ้าแรงสูงเข้าสู่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของชิป ไดโอด TVS จะไม่ทำงานระหว่างการทำงานปกติ แต่จะดำเนินการในช่วงชั่วคราวเท่านั้น ในระหว่างที่เกิดไฟฟ้าชั่วคราว ไดโอด TVS สามารถทำงานได้ทั้งแบบแหลม dv/dt ที่รวดเร็วและยอด dv/dt ขนาดใหญ่ อุปกรณ์นี้มักพบในวงจรอินพุตของวงจรไมโครโปรเซสเซอร์ซึ่งประมวลผลสัญญาณสลับความเร็วสูง

ไดโอดเจือทอง

ไดโอดทองสามารถพบได้ในตัวเก็บประจุ วงจรเรียงกระแส และอุปกรณ์อื่นๆ ไดโอดเหล่านี้ส่วนใหญ่ใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากไม่ต้องใช้แรงดันไฟฟ้ามากในการนำไฟฟ้า ไดโอดที่เจือด้วยทองคำสามารถทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ชนิด p หรือ n ไดโอดเจือทองนำไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นที่อุณหภูมิสูง โดยเฉพาะในไดโอดชนิด n

ทองไม่ใช่วัสดุที่เหมาะสำหรับการเติมสารกึ่งตัวนำเนื่องจากอะตอมของทองมีขนาดใหญ่เกินไปที่จะใส่เข้าไปในผลึกสารกึ่งตัวนำได้ง่าย ซึ่งหมายความว่าโดยปกติแล้วทองคำจะไม่กระจายเข้าสู่เซมิคอนดักเตอร์ได้ดีนัก วิธีหนึ่งในการเพิ่มขนาดของอะตอมทองคำเพื่อให้กระจายได้คือการเพิ่มเงินหรืออินเดียม วิธีทั่วไปที่ใช้ในการฉีดสารกึ่งตัวนำด้วยทองคำคือการใช้โซเดียมโบโรไฮไดรด์ ซึ่งช่วยสร้างโลหะผสมของทองคำและเงินภายในผลึกสารกึ่งตัวนำ

ไดโอดที่เจือด้วยทองคำมักใช้กับพลังงานความถี่สูง ไดโอดเหล่านี้ช่วยลดแรงดันและกระแสไฟฟ้าโดยการกู้คืนพลังงานจาก EMF ด้านหลังของความต้านทานภายในของไดโอด ไดโอดเจือทองใช้ในเครื่องจักร เช่น เครือข่ายตัวต้านทาน เลเซอร์ และไดโอดอุโมงค์

ซูเปอร์บาริเออร์ไดโอด

ซูเปอร์แบริเออร์ไดโอดเป็นไดโอดประเภทหนึ่งที่สามารถใช้กับงานไฟฟ้าแรงสูงได้ ไดโอดเหล่านี้มีแรงดันไปข้างหน้าต่ำที่ความถี่สูง

ไดโอด Super Barrier เป็นไดโอดประเภทอเนกประสงค์ เนื่องจากสามารถทำงานได้ในช่วงความถี่และแรงดันไฟฟ้าที่หลากหลาย ส่วนใหญ่จะใช้ในวงจรสลับกำลังสำหรับระบบจำหน่ายไฟฟ้า วงจรเรียงกระแส อินเวอร์เตอร์ขับมอเตอร์ และอุปกรณ์จ่ายไฟ

ไดโอด superbarrier ส่วนใหญ่ประกอบด้วยซิลิกอนไดออกไซด์ที่เติมทองแดง ไดโอดซูเปอร์แบริเออร์มีตัวเลือกการออกแบบหลายตัวเลือก ได้แก่ ไดโอดซูเปอร์แบริเออร์แบบระนาบ ไดโอดซูเปอร์แบริเออร์แบบแยก และไดโอดซูเปอร์แบริเออร์แบบแยก

เพลเทียร์ไดโอด

ไดโอดเพลเทียร์เป็นสารกึ่งตัวนำ สามารถใช้เพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าเพื่อตอบสนองต่อพลังงานความร้อน อุปกรณ์นี้ยังใหม่และยังไม่เข้าใจอย่างสมบูรณ์ แต่ดูเหมือนว่าจะมีประโยชน์สำหรับการแปลงความร้อนเป็นไฟฟ้า ใช้กับเครื่องทำน้ำอุ่นหรือในรถยนต์ก็ได้ ซึ่งจะทำให้สามารถใช้ความร้อนที่เกิดจากเครื่องยนต์สันดาปภายใน ซึ่งโดยปกติจะเป็นพลังงานที่สูญเปล่า นอกจากนี้ยังช่วยให้เครื่องยนต์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เนื่องจากไม่จำเป็นต้องผลิตพลังงานมากนัก (โดยใช้เชื้อเพลิงน้อยลง) แต่ไดโอด Peltier จะเปลี่ยนความร้อนเหลือทิ้งให้เป็นพลังงานแทน

คริสตัลไดโอด

คริสตัลไดโอดมักใช้สำหรับการกรองแถบความถี่แคบ ออสซิลเลเตอร์ หรือเครื่องขยายเสียงที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้า ไดโอดคริสตัลถือเป็นแอปพลิเคชั่นพิเศษของเอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริก กระบวนการนี้ช่วยสร้างสัญญาณแรงดันและกระแสโดยใช้คุณสมบัติโดยธรรมชาติ คริสตัลไดโอดมักใช้ร่วมกับวงจรอื่นที่ให้การขยายเสียงหรือฟังก์ชันพิเศษอื่นๆ

ไดโอดถล่ม

ไดโอดหิมะถล่มเป็นสารกึ่งตัวนำที่สร้างหิมะถล่มจากอิเล็กตรอนตัวเดียวจากแถบการนำไปยังแถบวาเลนซ์ ใช้เป็นวงจรเรียงกระแสในวงจรไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูง เป็นเครื่องตรวจจับรังสีอินฟราเรด และเป็นเครื่องผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สำหรับรังสีอัลตราไวโอเลต เอฟเฟกต์หิมะถล่มจะเพิ่มแรงดันตกคร่อมไดโอดเพื่อให้มีขนาดเล็กกว่าแรงดันพังทลายมาก

วงจรเรียงกระแสควบคุมด้วยซิลิคอน

วงจรเรียงกระแสควบคุมด้วยซิลิคอน (SCR) เป็นไทริสเตอร์สามขั้ว ได้รับการออกแบบมาให้ทำหน้าที่เหมือนสวิตช์ในเตาอบไมโครเวฟเพื่อควบคุมพลังงาน สามารถกระตุ้นได้ด้วยกระแสหรือแรงดัน หรือทั้งสองอย่าง ขึ้นอยู่กับการตั้งค่าเอาต์พุตของเกท เมื่อเกทพินเป็นลบ จะช่วยให้กระแสไหลผ่าน SCR และเมื่อเป็นบวก จะปิดกั้นกระแสไม่ให้ไหลผ่าน SCR ตำแหน่งของหมุดประตูกำหนดว่าปัจจุบันผ่านหรือถูกบล็อกเมื่อเข้าที่

ไดโอดสุญญากาศ

ไดโอดสุญญากาศเป็นไดโอดอีกประเภทหนึ่ง แต่แตกต่างจากประเภทอื่นๆ คือใช้ในหลอดสุญญากาศเพื่อควบคุมกระแส ไดโอดสุญญากาศยอมให้กระแสไหลด้วยแรงดันคงที่ แต่ยังมีกริดควบคุมที่เปลี่ยนแรงดันนั้นด้วย ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าในตารางควบคุม ไดโอดสุญญากาศจะอนุญาตหรือหยุดกระแสไฟฟ้า ไดโอดสุญญากาศใช้เป็นเครื่องขยายสัญญาณและออสซิลเลเตอร์ในเครื่องรับและเครื่องส่งวิทยุ นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นวงจรเรียงกระแสที่แปลงไฟ AC เป็น DC สำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้า

PIN-ไดโอด

ไดโอด PIN เป็นไดโอดแยก pn ชนิดหนึ่ง โดยทั่วไปแล้ว PIN เป็นสารกึ่งตัวนำที่มีความต้านทานต่ำเมื่อป้อนแรงดันไฟฟ้าเข้าไป ความต้านทานต่ำนี้จะเพิ่มขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ใช้เพิ่มขึ้น รหัส PIN มีเกณฑ์แรงดันไฟฟ้าก่อนที่จะกลายเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ดังนั้นหากไม่มีการใช้แรงดันลบ ไดโอดจะไม่ส่งกระแสจนกว่าจะถึงค่านี้ ปริมาณกระแสที่ไหลผ่านโลหะจะขึ้นอยู่กับความต่างศักย์หรือแรงดันไฟฟ้าระหว่างขั้วทั้งสอง และจะไม่มีการรั่วไหลจากขั้วหนึ่งไปยังอีกขั้วหนึ่ง

ไดโอดสัมผัสจุด

พอยต์ไดโอดเป็นอุปกรณ์แบบทางเดียวที่สามารถปรับปรุงสัญญาณ RF ได้ จุดติดต่อเรียกอีกอย่างว่าทรานซิสเตอร์แบบไม่มีทางแยก ประกอบด้วยสายไฟสองเส้นที่ติดอยู่กับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ เมื่อสายเหล่านี้สัมผัสกัน จะมีการสร้าง "จุดหยิก" ซึ่งอิเล็กตรอนสามารถข้ามได้ ไดโอดประเภทนี้ใช้โดยเฉพาะกับวิทยุ AM และอุปกรณ์อื่นๆ เพื่อให้สามารถตรวจจับสัญญาณ RF ได้

โอดฮานน่า

ไดโอด Gunn เป็นไดโอดที่ประกอบด้วยจุดเชื่อมต่อ pn ต้านขนานสองจุดที่มีความสูงของสิ่งกีดขวางไม่สมมาตร ส่งผลให้เกิดการยับยั้งการไหลของอิเล็กตรอนในทิศทางไปข้างหน้าอย่างมาก ในขณะที่กระแสยังคงไหลในทิศทางย้อนกลับ

อุปกรณ์เหล่านี้มักใช้เป็นเครื่องกำเนิดไมโครเวฟ พวกเขาถูกประดิษฐ์ขึ้นในราวปี 1959 โดย J. B. Gann และ A. S. Newell ที่ Royal Post Office ในสหราชอาณาจักร ซึ่งที่มาของชื่อคือ "Gann" เป็นตัวย่อของชื่อของพวกเขา และ "diode" เนื่องจากพวกเขาทำงานเกี่ยวกับอุปกรณ์แก๊ส (Newell เคยทำงานมาก่อน ที่ Edison Institute of Communications) Bell Laboratories ซึ่งเขาทำงานเกี่ยวกับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์)

การประยุกต์ใช้ Gunn diodes ในปริมาณมากเป็นครั้งแรกคืออุปกรณ์วิทยุ UHF ของกองทัพอังกฤษรุ่นแรกซึ่งเริ่มใช้งานในราวปี 1965 วิทยุ AM ของทหารยังใช้ Gunn diodes อย่างกว้างขวาง

ลักษณะเฉพาะของ Gunn diode คือมีกระแสเพียง 10-20% ของกระแสของไดโอดซิลิคอนทั่วไป นอกจากนี้ แรงดันไฟตกคร่อมไดโอดยังน้อยกว่าไดโอดทั่วไปประมาณ 25 เท่า โดยทั่วไปคือ 0 mV ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา XNUMX

วิดีโอสอน

ไดโอดคืออะไร - บทเรียนอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้เริ่มต้น

ข้อสรุป

เราหวังว่าคุณจะได้เรียนรู้ว่าไดโอดคืออะไร หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการทำงานของส่วนประกอบที่น่าทึ่งนี้ โปรดดูบทความของเราในหน้าไดโอด เราเชื่อว่าคุณจะนำทุกสิ่งที่คุณได้เรียนรู้ในครั้งนี้ไปใช้เช่นกัน