ไดโอดคืออะไร? ซึ่งเป็นธาตุที่ได้รับค่าการนำไฟฟ้าต่างกัน ขึ้นอยู่กับว่ากระแสไฟฟ้าไหลอย่างไร การใช้อุปกรณ์ขึ้นอยู่กับวงจรที่ต้องจำกัดองค์ประกอบต่อไปนี้ ในบทความนี้เราจะพูดถึงการออกแบบไดโอดรวมถึงประเภทใดบ้าง ลองดูแผนภาพและตำแหน่งที่ใช้องค์ประกอบเหล่านี้

ประวัติความเป็นมาของการปรากฏตัว

บังเอิญว่านักวิทยาศาสตร์สองคนเริ่มทำงานเกี่ยวกับการสร้างไดโอด: ชาวอังกฤษและชาวเยอรมัน ควรสังเกตว่าการค้นพบของพวกเขาแตกต่างกันเล็กน้อย ครั้งแรกมีพื้นฐานมาจากการประดิษฐ์หลอดไตรโอด และครั้งที่สองเกี่ยวกับโซลิดสเตต

น่าเสียดายที่ในเวลานั้นวิทยาศาสตร์ไม่สามารถสร้างความก้าวหน้าในด้านนี้ได้ แต่มีเหตุผลมากมายที่ต้องคิด

ไม่กี่ปีต่อมา ไดโอดก็ถูกค้นพบอีกครั้ง (อย่างเป็นทางการ) โทมัส เอดิสัน จดสิทธิบัตรสิ่งประดิษฐ์นี้ น่าเสียดายที่สิ่งนี้ไม่มีประโยชน์สำหรับเขาในงานทั้งหมดของเขาในช่วงชีวิตของเขา ดังนั้นเทคโนโลยีที่คล้ายกันจึงได้รับการพัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา จนถึงต้นศตวรรษที่ 20 สิ่งประดิษฐ์เหล่านี้ถูกเรียกว่าวงจรเรียงกระแส และหลังจากนั้นไม่นาน William Eakles ก็ใช้คำสองคำ: di และ odos คำแรกแปลว่าสอง และคำที่สองคือเส้นทาง ภาษาที่ใช้ตั้งชื่อคือภาษากรีก และถ้าเราแปลนิพจน์ทั้งหมด "ไดโอด" ก็หมายถึง "สองเส้นทาง"

หลักการทำงานและข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับไดโอด

ไดโอดมีอิเล็กโทรดอยู่ในโครงสร้าง เรากำลังพูดถึงขั้วบวกและแคโทด หากอันแรกมีศักยภาพเป็นบวก ไดโอดนั้นจะถูกเรียกว่าเปิด ดังนั้นความต้านทานจึงมีน้อยและกระแสจะไหล ถ้าศักย์ไฟฟ้าเป็นบวกที่แคโทด แสดงว่าไดโอดไม่เปิด เขาไม่พลาด ไฟฟ้าและมีค่าความต้านทานสูง

ไดโอดทำงานอย่างไร?

โดยหลักการแล้ว เราหาได้ว่าไดโอดคืออะไร ตอนนี้คุณต้องเข้าใจวิธีการทำงานแล้ว

ตัวเครื่องมักทำจากแก้ว โลหะ หรือเซรามิค ส่วนใหญ่มักจะใช้สารประกอบบางชนิดแทนอย่างหลัง ใต้ตัวเรือนคุณจะเห็นอิเล็กโทรดสองตัว สิ่งที่ง่ายที่สุดคือด้ายที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก

มีสายไฟอยู่ภายในแคโทด ถือเป็นเครื่องทำความร้อนเนื่องจากหน้าที่ของมันรวมถึงการทำความร้อนซึ่งเกิดขึ้นตามกฎของฟิสิกส์ ไดโอดจะร้อนขึ้นเนื่องจากการทำงานของกระแสไฟฟ้า

ซิลิคอนหรือเจอร์เมเนียมก็ใช้ในการผลิตเช่นกัน ด้านหนึ่งของอุปกรณ์ขาดอิเล็กโทรดส่วนอีกด้านมีส่วนเกิน ด้วยเหตุนี้จึงมีการสร้างขอบเขตพิเศษขึ้นเพื่อให้แน่ใจว่ามีการเปลี่ยนแปลง ประเภท พี-เอ็น. ด้วยเหตุนี้กระแสจึงดำเนินไปในทิศทางที่จำเป็น

ลักษณะไดโอด

ไดโอดแสดงอยู่ในแผนภาพแล้วตอนนี้คุณควรค้นหาสิ่งที่คุณต้องใส่ใจเมื่อซื้ออุปกรณ์

ตามกฎแล้วผู้ซื้อจะได้รับคำแนะนำจากความแตกต่างเพียงสองประการเท่านั้น เรากำลังพูดถึงกระแสสูงสุดตลอดจนแรงดันย้อนกลับที่ระดับสูงสุด

การใช้ไดโอดในชีวิตประจำวัน

บ่อยครั้งที่ไดโอดถูกใช้ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์ คุณควรตัดสินใจด้วยตัวเองว่าจะเลือกไดโอดตัวไหน ควรสังเกตว่าเครื่องจักรใช้คอมเพล็กซ์ของอุปกรณ์หลายชนิดซึ่งได้รับการยอมรับว่าเป็นสะพานไดโอด บ่อยครั้งที่อุปกรณ์ดังกล่าวติดตั้งอยู่ในโทรทัศน์และเครื่องรับ หากคุณใช้ร่วมกับตัวเก็บประจุ คุณสามารถแยกความถี่และสัญญาณได้

เพื่อปกป้องผู้บริโภคจากกระแสไฟฟ้า จึงมักมีการฝังไดโอดที่ซับซ้อนไว้ในอุปกรณ์ ระบบป้องกันนี้ถือว่ามีประสิทธิผลค่อนข้างมาก ต้องบอกว่าอุปกรณ์ดังกล่าวใช้แหล่งจ่ายไฟบ่อยที่สุดสำหรับอุปกรณ์ใด ๆ ดังนั้นไดโอด LED จึงค่อนข้างธรรมดา

ประเภทของไดโอด

เมื่อพิจารณาว่าไดโอดคืออะไรจึงจำเป็นต้องเน้นย้ำว่ามีประเภทใดบ้าง ตามกฎแล้วอุปกรณ์จะแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม อันแรกถือเป็นเซมิคอนดักเตอร์ และอันที่สองไม่ใช่เซมิคอนดักเตอร์

บน ช่วงเวลานี้กลุ่มแรกเป็นที่นิยม ชื่อนี้เกี่ยวข้องกับวัสดุที่ใช้ทำอุปกรณ์ดังกล่าว: จากเซมิคอนดักเตอร์สองตัวหรือจากโลหะธรรมดาที่มีเซมิคอนดักเตอร์

ในขณะนี้ มีการพัฒนาไดโอดชนิดพิเศษจำนวนหนึ่งที่ใช้ในวงจรและอุปกรณ์เฉพาะ

ซีเนอร์ไดโอดหรือซีเนอร์ไดโอด

ประเภทนี้ใช้ในการรักษาเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้า ความจริงก็คือว่าเมื่อเกิดการพังทลายของไดโอดกระแสจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในขณะที่ความแม่นยำจะสูงที่สุด ดังนั้นลักษณะของไดโอดประเภทนี้จึงค่อนข้างน่าทึ่ง

อุโมงค์

ถ้า ด้วยคำพูดง่ายๆอธิบายว่านี่คือไดโอดชนิดใดจึงควรกล่าวว่าประเภทนี้สร้างความต้านทานเชิงลบในลักษณะแรงดันกระแส บ่อยครั้งที่อุปกรณ์ดังกล่าวใช้ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและเครื่องขยายเสียง

ไดโอดกลับด้าน

ถ้าจะพูดถึง ประเภทนี้ไดโอด จากนั้นอุปกรณ์นี้สามารถเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าไปเป็นด้านต่ำสุดได้ โดยทำงานในโหมดเปิด อุปกรณ์นี้เป็นอะนาล็อกของไดโอดแบบอุโมงค์ แม้ว่ามันจะทำงานในลักษณะที่แตกต่างกันเล็กน้อย แต่ก็ขึ้นอยู่กับเอฟเฟกต์ที่อธิบายไว้ข้างต้นอย่างแม่นยำ

วาริแคป

อุปกรณ์นี้เป็นสารกึ่งตัวนำ มีลักษณะพิเศษคือมีความจุเพิ่มขึ้นซึ่งสามารถควบคุมได้ ขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้แรงดันย้อนกลับ บ่อยครั้งที่ไดโอดดังกล่าวถูกใช้เมื่อตั้งค่าและปรับเทียบวงจรประเภทออสซิลเลเตอร์

ไดโอดเปล่งแสง

ไดโอดประเภทนี้จะปล่อยแสงออกมาก็ต่อเมื่อกระแสไหลไปในทิศทางไปข้างหน้าเท่านั้น โดยส่วนใหญ่ อุปกรณ์นี้จะใช้ทุกที่ที่ต้องการสร้างแสงสว่าง ต้นทุนขั้นต่ำไฟฟ้า.

โฟโตไดโอด

อุปกรณ์นี้มีลักษณะตรงกันข้ามโดยสิ้นเชิงหากเราพูดถึงตัวเลือกที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ ดังนั้นจึงสร้างประจุเฉพาะเมื่อแสงตกกระทบเท่านั้น

การทำเครื่องหมาย

ควรสังเกตว่าคุณลักษณะของอุปกรณ์ทั้งหมดคือแต่ละองค์ประกอบมีการกำหนดพิเศษ ต้องขอบคุณพวกเขาที่ทำให้คุณสามารถค้นหาคุณสมบัติของไดโอดได้หากเป็นประเภทเซมิคอนดักเตอร์ ร่างกายประกอบด้วยสี่ ส่วนประกอบ. ตอนนี้เราควรพิจารณาเครื่องหมาย

ในตอนแรกจะต้องมีตัวอักษรหรือตัวเลขที่ระบุถึงวัสดุที่ใช้สร้างไดโอดเสมอ ดังนั้นพารามิเตอร์ของไดโอดจึงง่ายต่อการค้นหา หากมีการระบุตัวอักษร G, K, A หรือ I แสดงว่าเจอร์เมเนียม, ซิลิคอน, แกลเลียมอาร์เซไนด์และอินเดียม บางครั้งอาจระบุตัวเลขตั้งแต่ 1 ถึง 4 แทนตามลำดับ

ตำแหน่งที่สองจะระบุประเภท อีกทั้งยังมีความหมายและลักษณะเฉพาะที่แตกต่างกันออกไป อาจมีหน่วยเรียงกระแส (C), วาริแคป (V), ไดโอดอุโมงค์ (I) และซีเนอร์ไดโอด (C), วงจรเรียงกระแส (D), ไมโครเวฟ (A)

ตำแหน่งสุดท้ายจะถูกครอบครองโดยตัวเลขที่จะระบุพื้นที่ที่ใช้ไดโอด

อันดับที่ 4 จะเป็นตัวเลขตั้งแต่ 01 ถึง 99 โดยจะระบุหมายเลขการพัฒนา นอกจากนี้ผู้ผลิตยังสามารถติดเครื่องหมายต่าง ๆ บนร่างกายได้ อย่างไรก็ตามตามกฎแล้วจะใช้กับอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นสำหรับวงจรเฉพาะเท่านั้น

เพื่อความสะดวกสามารถทำเครื่องหมายไดโอดด้วยภาพกราฟิกได้ เรากำลังพูดถึงจุดและลายเส้น ไม่มีเหตุผลในภาพวาดเหล่านี้ ดังนั้นเพื่อที่จะเข้าใจสิ่งที่ผู้ผลิตคิดไว้ คุณจะต้องอ่านคำแนะนำ

ไตรโอด

อิเล็กโทรดประเภทนี้เป็นแบบอะนาล็อกของไดโอด ไตรโอดคืออะไร? มันค่อนข้างซับซ้อนคล้ายกับอุปกรณ์ที่อธิบายไว้ข้างต้น แต่มีฟังก์ชั่นและการออกแบบที่แตกต่างกัน ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างไดโอดและไตรโอดคือมีขั้วต่อสามขั้วและส่วนใหญ่มักเรียกกันว่าทรานซิสเตอร์นั่นเอง

หลักการทำงานได้รับการออกแบบให้จ่ายกระแสเข้าวงจรโดยใช้สัญญาณขนาดเล็ก ไดโอดและทรานซิสเตอร์ถูกใช้ในเกือบทุกอุปกรณ์ที่มี ประเภทอิเล็กทรอนิกส์. เรากำลังพูดถึงโปรเซสเซอร์ด้วย

ข้อดีและข้อเสีย

เลเซอร์ไดโอดก็มีข้อดีและข้อเสียเหมือนกัน เพื่อเน้นถึงข้อดีของอุปกรณ์เหล่านี้จำเป็นต้องระบุให้ชัดเจน นอกจากนี้เราจะจัดทำรายการข้อเสียเล็กน้อย

ข้อดี ได้แก่ ไดโอดราคาถูก อายุการใช้งานดีเยี่ยม อายุการใช้งานสูง และคุณยังสามารถใช้อุปกรณ์เหล่านี้เมื่อทำงานกับไฟฟ้ากระแสสลับได้ ควรสังเกตว่าอุปกรณ์มีขนาดเล็กทำให้สามารถวางบนวงจรใดก็ได้

ส่วนข้อเสียก็ขอเน้นย้ำว่าขณะนี้ยังไม่มีอุปกรณ์ประเภทเซมิคอนดักเตอร์ที่สามารถใช้กับอุปกรณ์ที่มี ไฟฟ้าแรงสูง. นั่นคือเหตุผลที่คุณจะต้องสร้างอะนาล็อกเก่าขึ้นมา ควรสังเกตว่าไดโอดมีผลเสียอย่างมาก ความร้อน. มันทำให้อายุการใช้งานสั้นลง

สำเนาแรกมีความแม่นยำน้อยมาก นี่คือสาเหตุที่ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ค่อนข้างต่ำ ต้องแกะหลอด LED ออก สิ่งนี้หมายความว่า? อุปกรณ์บางอย่างอาจได้รับคุณสมบัติที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง แม้ว่าจะผลิตในชุดเดียวกันก็ตาม หลังจากคัดกรองอุปกรณ์ที่ไม่เหมาะสมออกแล้ว องค์ประกอบต่างๆ จะถูกทำเครื่องหมายซึ่งอธิบายลักษณะที่แท้จริงของอุปกรณ์เหล่านั้น

ไดโอดทั้งหมดที่ทำจากแก้วมีคุณสมบัติพิเศษ: มีความไวต่อแสง ดังนั้นหากสามารถเปิดอุปกรณ์ได้นั่นคือมีฝาปิดวงจรทั้งหมดจะทำงานแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงขึ้นอยู่กับว่าช่องแสงเปิดหรือปิด

เราทุกคนรู้ดีว่าไดโอดเซมิคอนดักเตอร์คืออะไร แต่มีน้อยคนที่รู้เกี่ยวกับหลักการทำงานของไดโอด วันนี้ ฉันจะอธิบายหลักการทำงานของมันโดยเฉพาะสำหรับผู้เริ่มต้น ดังที่ทราบกันดีว่าไดโอดจะจ่ายกระแสได้ดีในด้านหนึ่ง แต่จ่ายได้แย่มากในทิศทางตรงกันข้าม ไดโอดมีสองขั้ว - แอโนดและแคโทด ไม่ใช่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เครื่องเดียวที่สามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้ไดโอด ไดโอดใช้ในการแก้ไขกระแสสลับ คุณสามารถหมุนได้โดยใช้สะพานไดโอดซึ่งประกอบด้วยไดโอดสี่ตัว กระแสสลับให้เป็นค่าคงที่ หรือใช้ไดโอดหกตัวเพื่อเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าสามเฟสให้เป็นเฟสเดียว ไดโอดถูกนำมาใช้ในแหล่งจ่ายไฟหลายประเภท ในอุปกรณ์เสียง-วิดีโอในเกือบทุกที่ ที่นี่คุณสามารถดูภาพถ่ายของบางส่วน

คุณสามารถสังเกตเห็นการลดลงของเอาต์พุตไดโอด ระดับเริ่มต้นแรงดันไฟฟ้า 0.5-0.7 โวลต์ สำหรับอุปกรณ์จ่ายไฟแรงดันต่ำจะใช้ไดโอด Schottky บนไดโอดดังกล่าวจะสังเกตเห็นแรงดันไฟฟ้าตกน้อยที่สุด - ประมาณ 0.1V ไดโอดชอตกีส่วนใหญ่จะใช้ในอุปกรณ์ส่งและรับวิทยุ และในอุปกรณ์อื่นๆ ที่ทำงานที่ความถี่สูงเป็นหลัก หลักการทำงานของไดโอดนั้นค่อนข้างง่ายเมื่อมองแวบแรก: ไดโอดเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีค่าการนำไฟฟ้าทางเดียว

ขั้วไดโอดที่เชื่อมต่อกับขั้วบวกของแหล่งพลังงานเรียกว่าขั้วบวก และขั้วลบเรียกว่าแคโทด คริสตัลไดโอดส่วนใหญ่ทำจากเจอร์เมเนียมหรือซิลิคอนซึ่งส่วนหนึ่งมีค่าการนำไฟฟ้าชนิด n นั่นคือบริเวณรูซึ่งมีอิเล็กตรอนที่สร้างขึ้นโดยเทียมส่วนอีกส่วนหนึ่งมีค่าการนำไฟฟ้าชนิด n นั่นคือประกอบด้วย อิเล็กตรอนส่วนเกิน ขอบเขตระหว่างพวกมันเรียกว่า รอยต่อ n-n , n เป็นอักษรตัวแรกของคำว่าบวกในภาษาละติน n คืออักษรตัวแรกของคำว่าลบ ถ้าแรงดันบวกถูกจ่ายไปที่ขั้วบวกของไดโอด และแรงดันลบถูกจ่ายไปที่แคโทด ไดโอดจะจ่ายกระแสไฟผ่าน ซึ่งเรียกว่าการเชื่อมต่อโดยตรง ในตำแหน่งนี้ไดโอดจะเปิดอยู่ ถ้าจ่ายกระแสย้อนกลับ ไดโอดจะไม่ผ่านกระแสในตำแหน่งนี้ไดโอดจะถูกปิดซึ่งเรียกว่าการเชื่อมต่อแบบย้อนกลับ

ความต้านทานย้อนกลับของไดโอดมีค่าสูงมาก และในวงจรจะถือว่าเป็นไดอิเล็กตริก (ฉนวน) คุณสามารถประกอบไดโอดเซมิคอนดักเตอร์เพื่อสาธิตวิธีการทำงานได้ แผนภาพง่ายๆซึ่งประกอบด้วยแหล่งพลังงาน โหลด (เช่น หลอดไส้หรือมอเตอร์ไฟฟ้ากำลังต่ำ) และไดโอดเซมิคอนดักเตอร์เอง เราเชื่อมต่อส่วนประกอบทั้งหมดของวงจรแบบอนุกรม เราจ่ายบวกจากแหล่งพลังงานไปยังขั้วบวกของไดโอด อนุกรมกับไดโอดนั่นคือเราเชื่อมต่อปลายด้านหนึ่งของหลอดไฟเข้ากับแคโทดของไดโอด และ เชื่อมต่อปลายอีกด้านของหลอดไฟเดียวกันเข้ากับด้านลบของแหล่งพลังงาน เราสังเกตการเรืองแสงของหลอดไฟ ตอนนี้เราพลิกไดโอด หลอดไฟจะไม่เรืองแสงอีกต่อไปเนื่องจากไดโอดเชื่อมต่อกลับ การเปลี่ยนผ่านปิดลง ฉันหวังว่าสิ่งนี้จะช่วยคุณได้ในอนาคต มือใหม่ - A. Kasyan (AKA)

ในช่วงเริ่มต้นของวิศวกรรมวิทยุ องค์ประกอบแรกที่ใช้งานอยู่คือ หลอดไฟฟ้า. แต่ในช่วงยี่สิบของศตวรรษที่ผ่านมาอุปกรณ์แรกที่มีให้นักวิทยุสมัครเล่นทำซ้ำได้ปรากฏขึ้นและได้รับความนิยมอย่างมาก เหล่านี้เป็นเครื่องรับเครื่องตรวจจับ ยิ่งไปกว่านั้น ยังผลิตในระดับอุตสาหกรรม มีราคาไม่แพง และให้บริการรับสัญญาณสำหรับสถานีวิทยุในประเทศสองหรือสามสถานีที่ทำงานในย่านคลื่นกลางและคลื่นยาว

มันอยู่ในเครื่องรับเครื่องตรวจจับว่าอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ง่ายที่สุดถูกนำมาใช้ครั้งแรกโดยเริ่มแรกเรียกว่าเครื่องตรวจจับและต่อมาได้รับชื่อที่ทันสมัยเท่านั้น - ไดโอด

ไดโอดเป็นอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำเพียงสองชั้นเท่านั้น นี่คือเลเยอร์ "p" - บวกและเลเยอร์ "n" - ลบ ที่ขอบของชั้นสารกึ่งตัวนำ 2 ชั้น” พี-เอ็น” การเปลี่ยนแปลง แอโนดคือบริเวณ "p" และแคโทดคือบริเวณ "n" ไดโอดใด ๆ ก็ตามที่สามารถนำกระแสได้เฉพาะจากขั้วบวกไปยังแคโทดเท่านั้น ในแผนผังจะมีการกำหนดดังนี้

ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ทำงานอย่างไร?

ในเซมิคอนดักเตอร์ประเภท "n" จะมีอิเล็กตรอนอิสระ อนุภาคที่มีเครื่องหมายลบ และในเซมิคอนดักเตอร์ประเภท "p" จะมีไอออนที่มีประจุบวก ซึ่งมักเรียกว่า "รู" มาเชื่อมต่อไดโอดกับแหล่งพลังงานในการเชื่อมต่อแบบย้อนกลับนั่นคือเราจะใช้เครื่องหมายลบกับขั้วบวกและขั้วบวกกับแคโทด แรงดึงดูดเกิดขึ้นระหว่างประจุที่มีขั้วต่างกันกับไอออนที่มีประจุบวกจะถูกดึงไปที่ลบ และอิเล็กตรอนเชิงลบจะเคลื่อนไปทางบวกของแหล่งพลังงาน ในทางแยก "p-n" ไม่มีตัวพาประจุ และไม่มีการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน ไม่มีการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน-ไม่มีกระแสไฟฟ้า ไดโอดถูกปิด

เมื่อเปิดไดโอดโดยตรง กระบวนการย้อนกลับจะเกิดขึ้น ผลจากการผลักกันของประจุแบบขั้วเดียว พาหะทั้งหมดจะถูกจัดกลุ่มไว้ในโซนเปลี่ยนผ่านระหว่างโครงสร้างเซมิคอนดักเตอร์สองตัว สนามการเปลี่ยนผ่านทางไฟฟ้าและการรวมตัวกันใหม่ของอิเล็กตรอนและรูเกิดขึ้นระหว่างอนุภาค กระแสไฟฟ้าเริ่มไหลผ่านทางแยก p-n กระบวนการนี้เรียกว่า "การนำหลุมอิเล็กตรอน" ในกรณีนี้ไดโอดเปิดอยู่

คำถามที่เป็นธรรมชาติเกิดขึ้น: จะหาโครงสร้างที่มีคุณสมบัติต่างกันจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ชนิดเดียวได้อย่างไร นั่นคือเซมิคอนดักเตอร์ประเภท "n" และเซมิคอนดักเตอร์ประเภท "p" ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้กระบวนการเคมีไฟฟ้าที่เรียกว่าการโด๊ป ซึ่งก็คือการนำโลหะอื่นๆ ที่ไม่บริสุทธิ์เข้าไปในเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งให้ค่าการนำไฟฟ้าตามที่ต้องการ ส่วนใหญ่มีสารกึ่งตัวนำสามตัวที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ นี้ เจอร์เมเนียม (Ge), ซิลิคอน (ศรี)และ แกลเลียมอาร์เซไนด์ (GaAs). แน่นอนว่าซิลิคอนแพร่หลายมากที่สุด เนื่องจากมีปริมาณสำรองในเปลือกโลกมหาศาลมาก ดังนั้นต้นทุนของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ซิลิกอนจึงต่ำมาก

เมื่อเติมสารหนูลงในซิลิคอนละลายในปริมาณเล็กน้อย ( เช่น) เราได้สารกึ่งตัวนำ” n” ประเภทและการเติมซิลิคอนด้วยธาตุแรร์เอิร์ธ อินเดียม ( ใน) เราจะได้สารกึ่งตัวนำ” พี" พิมพ์. มีสารเติมแต่งจำนวนมากสำหรับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้สารต้องห้าม ตัวอย่างเช่น การนำอะตอมของทองคำเข้าไปในโครงสร้างของเซมิคอนดักเตอร์จะเพิ่มประสิทธิภาพของไดโอด ทรานซิสเตอร์ และวงจรรวม และการเติมสิ่งเจือปนต่างๆ จำนวนเล็กน้อยลงในผลึกแกลเลียมอาร์เซไนด์จะกำหนดสีของ LED

ประเภทของไดโอดและขอบเขต

ตระกูลไดโอดเซมิคอนดักเตอร์มีขนาดใหญ่มาก ภายนอกมีความคล้ายคลึงกันมากยกเว้นบางกลุ่มที่มีโครงสร้างและพารามิเตอร์ที่แตกต่างกัน การดัดแปลงไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ที่พบบ่อยที่สุดคือ:

เป็นที่น่าสังเกตว่าไดโอดแต่ละประเภทมีกลุ่มย่อย ตัวอย่างเช่นในบรรดาวงจรเรียงกระแสก็มีไดโอดที่เร็วเป็นพิเศษเช่นกัน อาจจะเรียกได้ว่าเป็น วงจรเรียงกระแสแบบเร็วพิเศษ , วงจรเรียงกระแส HyperFast และอื่น ๆ ตัวอย่าง - ไดโอดตกคร่อมต่ำเร็วมาก STTH6003TV/CW(อนาล็อก VS-60CPH03). นี่คือไดโอดที่มีความเชี่ยวชาญสูงซึ่งใช้ในเครื่องเชื่อมประเภทอินเวอร์เตอร์ ไดโอดชอตกีทำงานได้เร็ว แต่ไม่สามารถทนต่อแรงดันย้อนกลับที่สูงได้ ดังนั้นจึงใช้ไดโอดเรียงกระแสที่เร็วเป็นพิเศษแทน ซึ่งสามารถทนต่อแรงดันย้อนกลับสูงและกระแสไปข้างหน้าขนาดใหญ่ได้ ยิ่งไปกว่านั้น ประสิทธิภาพยังเทียบได้กับไดโอด Schottky

พารามิเตอร์ของไดโอดเซมิคอนดักเตอร์

ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์มีพารามิเตอร์ค่อนข้างมาก และถูกกำหนดโดยฟังก์ชันที่ใช้งาน อุปกรณ์เฉพาะ. ตัวอย่างเช่น ในไดโอดที่สร้างการสั่นของไมโครเวฟ พารามิเตอร์ที่สำคัญมากคือความถี่ในการทำงาน เช่นเดียวกับความถี่คัตออฟที่ทำให้การสร้างล้มเหลว แต่สำหรับไดโอดเรียงกระแสพารามิเตอร์นี้ไม่สำคัญเลย

ในการสลับและสลับไดโอด ความเร็วในการเปลี่ยนและเวลาในการฟื้นตัวซึ่งก็คือความเร็วของการเปิดแบบเต็มและการปิดแบบเต็มเป็นสิ่งสำคัญ ในไดโอดกำลังสูง การกระจายพลังงานเป็นสิ่งสำคัญ ในการทำเช่นนี้พวกเขาจะติดตั้งบนหม้อน้ำแบบพิเศษ แต่ไดโอดที่ทำงานในอุปกรณ์กระแสต่ำไม่จำเป็นต้องใช้ตัวระบายความร้อน

แต่มีพารามิเตอร์ที่ถือว่าสำคัญสำหรับไดโอดทุกประเภทโดยเราแสดงรายการไว้:

คุณอยู่ – แรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตบนไดโอดเมื่อกระแสไหลผ่านไดโอดไปในทิศทางไปข้างหน้า คุณไม่ควรเกินแรงดันไฟฟ้านี้เนื่องจากจะทำให้เกิดความเสียหายได้

คุณครับ – แรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตบนไดโอดในสถานะปิด เรียกอีกอย่างว่าแรงดันพังทลาย ในสถานะปิด เมื่อไม่มีกระแสไหลผ่านทางแยก p-n จะเกิดแรงดันย้อนกลับที่ขั้วต่อ หากเกินค่าที่อนุญาต สิ่งนี้จะนำไปสู่การ "พังทลาย" ทางกายภาพของจุดเชื่อมต่อ pn เป็นผลให้ไดโอดจะกลายเป็นตัวนำธรรมดา (ไหม้)

ไดโอดชอตกีมีความไวต่อแรงดันย้อนกลับที่มากเกินไป ซึ่งมักจะล้มเหลวด้วยเหตุผลนี้ ไดโอดทั่วไป เช่น วงจรเรียงกระแสแบบซิลิคอน มีความทนทานต่อแรงดันย้อนกลับส่วนเกินได้ดีกว่า เมื่อเกินเล็กน้อยก็จะเข้าสู่โหมด การพังทลายแบบพลิกกลับได้. หากคริสตัลไดโอดไม่มีเวลาให้ความร้อนสูงเกินไปเนื่องจากมีความร้อนมากเกินไป ผลิตภัณฑ์ก็จะสามารถทำงานได้เป็นเวลานาน

ฉันไปแล้ว – กระแสไปข้างหน้าของไดโอด นี้เป็นอย่างมาก พารามิเตอร์ที่สำคัญซึ่งควรนำมาพิจารณาเมื่อเปลี่ยนไดโอดด้วยแอนะล็อกหรือเมื่อออกแบบอุปกรณ์ทำเอง ขนาดของกระแสไปข้างหน้าสำหรับการดัดแปลงที่แตกต่างกันสามารถเข้าถึงแอมแปร์ได้หลายสิบถึงหลายร้อย มีการติดตั้งไดโอดที่ทรงพลังเป็นพิเศษบนหม้อน้ำเพื่อขจัดความร้อนซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากผลกระทบทางความร้อนของกระแสไฟฟ้า ทางแยกพี-เอ็นเมื่อเชื่อมต่อโดยตรงก็มีความต้านทานต่ำเช่นกัน ที่กระแสไฟทำงานน้อย ผลกระทบจะไม่สังเกตเห็นได้ชัดเจน แต่ที่กระแส 2-3 ถึงหลายสิบแอมแปร์ คริสตัลไดโอดจะร้อนขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ตัวอย่างเช่น จะต้องติดตั้งบริดจ์ไดโอดเรียงกระแสในเครื่องเชื่อมอินเวอร์เตอร์บนหม้อน้ำ

ฉันถึงแล้ว - กระแสย้อนกลับของไดโอด กระแสย้อนกลับคือสิ่งที่เรียกว่ากระแสพาหะของชนกลุ่มน้อย มันเกิดขึ้นเมื่อไดโอดถูกปิด ปริมาณกระแสย้อนกลับมีขนาดเล็กมากและในกรณีส่วนใหญ่จะไม่นำมาพิจารณา

คุณมั่นคง – แรงดันไฟฟ้าคงที่ (สำหรับซีเนอร์ไดโอด) อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับพารามิเตอร์นี้ในบทความเกี่ยวกับซีเนอร์ไดโอด

นอกจากนี้ ควรคำนึงว่าพารามิเตอร์เหล่านี้ทั้งหมดในเอกสารทางเทคนิคจะพิมพ์ด้วย " สูงสุด" ค่าสูงสุดที่อนุญาตระบุไว้ที่นี่ พารามิเตอร์นี้. ดังนั้นเมื่อเลือกประเภทของไดโอดสำหรับการออกแบบของคุณ คุณต้องนับค่าสูงสุดที่อนุญาต

เนื้อหา:

การออกแบบมาตรฐานของไดโอดเซมิคอนดักเตอร์นั้นทำในรูปแบบ อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์. มีขั้วต่อสองขั้วและทางแยกไฟฟ้าหนึ่งชุด อุปกรณ์ใช้คุณสมบัติต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนทางไฟฟ้า ระบบทั้งหมดเชื่อมต่ออยู่ในตัวเครื่องเดียวที่ทำจากพลาสติก แก้ว โลหะ หรือเซรามิค ส่วนของคริสตัลที่มีความเข้มข้นของสิ่งสกปรกสูงกว่าเรียกว่าตัวปล่อย และบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำกว่าเรียกว่าฐาน เครื่องหมายไดโอดและรูปแบบการกำหนดจะใช้ตามคุณสมบัติเฉพาะของมัน คุณสมบัติการออกแบบและลักษณะทางเทคนิค

ลักษณะและพารามิเตอร์ของไดโอด

ไดโอดอาจทำจากซิลิคอนหรือเจอร์เมเนียม ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ นอกจากนี้อินเดียมฟอสไฟด์และแกลเลียมอาร์เซไนด์ยังใช้สำหรับการผลิตอีกด้วย ไดโอดเจอร์เมเนียมมีค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านที่สูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับผลิตภัณฑ์ซิลิคอน มีค่าการนำไฟฟ้าสูงที่แรงดันไฟฟ้าค่อนข้างต่ำ ดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเครื่องรับทรานซิสเตอร์

ตามลักษณะทางเทคโนโลยีและการออกแบบ ไดโอดมีความโดดเด่นเป็นระนาบหรือจุด พัลส์ สากลหรือวงจรเรียงกระแส ในหมู่พวกเขาควรสังเกตกลุ่มแยกต่างหากซึ่งรวมถึงและ สัญญาณทั้งหมดนี้ทำให้สามารถระบุไดโอดได้ รูปร่าง.

คุณลักษณะของไดโอดถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น กระแสและแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าและย้อนกลับ ช่วงอุณหภูมิ แรงดันย้อนกลับสูงสุด และค่าอื่นๆ มีการใช้เครื่องหมายที่เหมาะสมทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสิ่งนี้

การกำหนดและรหัสสีของไดโอด

การกำหนดไดโอดสมัยใหม่เป็นไปตามมาตรฐานใหม่ พวกมันถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มขึ้นอยู่กับความถี่จำกัดที่การส่งสัญญาณปัจจุบันได้รับการปรับปรุง ดังนั้นไดโอดจึงมีความถี่ต่ำ ปานกลาง สูง และสูงพิเศษ นอกจากนี้ยังมีการกระจายพลังงานที่แตกต่างกัน: ต่ำ ปานกลาง และสูง

การทำเครื่องหมายไดโอดเป็นสัญลักษณ์สั้น ๆ ขององค์ประกอบในการออกแบบกราฟิกโดยคำนึงถึงพารามิเตอร์และ คุณสมบัติทางเทคนิคตัวนำ วัสดุที่ใช้ทำเซมิคอนดักเตอร์นั้นถูกกำหนดไว้บนเคสด้วยสัญลักษณ์ตัวอักษรที่สอดคล้องกัน การกำหนดเหล่านี้แนบมาพร้อมกับวัตถุประสงค์ ประเภท คุณสมบัติทางไฟฟ้าของอุปกรณ์และของอุปกรณ์ เครื่องหมาย. ซึ่งจะช่วยในอนาคตในการเชื่อมต่อไดโอดอย่างถูกต้อง วงจรอิเล็กทรอนิกส์อุปกรณ์

ขั้วแอโนดและแคโทดจะแสดงด้วยลูกศรหรือเครื่องหมายบวกหรือลบ รหัสสีและการทำเครื่องหมายในรูปแบบของจุดหรือแถบจะถูกนำไปใช้ใกล้กับขั้วบวก การกำหนดและรหัสสีทั้งหมดช่วยให้คุณสามารถกำหนดประเภทของอุปกรณ์ได้อย่างรวดเร็วและใช้งานอย่างถูกต้องในวงจรต่างๆ คำอธิบายโดยละเอียดของสัญลักษณ์นี้มีอยู่ในตารางอ้างอิงซึ่งผู้เชี่ยวชาญในสาขาอิเล็กทรอนิกส์ใช้กันอย่างแพร่หลาย

การทำเครื่องหมายไดโอดที่นำเข้า

ปัจจุบันไดโอดที่ผลิตจากต่างประเทศมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย การออกแบบองค์ประกอบนั้นทำในรูปแบบของบอร์ดบนพื้นผิวที่ชิปได้รับการแก้ไข ขนาดของผลิตภัณฑ์เล็กเกินไปที่จะทำเครื่องหมายได้ สำหรับองค์ประกอบที่มีขนาดใหญ่กว่า การกำหนดจะแสดงในรูปแบบเต็มหรือแบบย่อ

ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ไดโอด SMD คิดเป็นประมาณ 80% ของผลิตภัณฑ์ประเภทนี้ทั้งหมดที่ใช้ รายละเอียดที่หลากหลายดังกล่าวทำให้คุณให้ความสำคัญกับการกำหนดมากขึ้น บางครั้งอาจไม่ตรงกับลักษณะทางเทคนิคที่ประกาศไว้ดังนั้นจึงแนะนำให้ทำ ตรวจสอบเพิ่มเติมองค์ประกอบที่น่าสงสัยหากมีการวางแผนเพื่อใช้ในวงจรที่ซับซ้อนและแม่นยำ โปรดทราบว่าเครื่องหมายของไดโอดประเภทนี้อาจแตกต่างกันในกรณีที่เหมือนกันทั้งหมด บางครั้งจะมีเพียงสัญลักษณ์ตัวอักษรไม่มีตัวเลขใดๆ ในเรื่องนี้ขอแนะนำให้ใช้ตารางที่มีขนาดไดโอดจากผู้ผลิตหลายราย

สำหรับไดโอด SMD มักใช้ประเภทแพ็คเกจ SOD123 อาจใช้แถบสีหรือลายนูนที่ปลายด้านใดด้านหนึ่ง ซึ่งบ่งชี้ถึงแคโทดที่มีขั้วลบเพื่อเปิดทางแยก pn คำจารึกเดียวเท่านั้นที่สอดคล้องกับการกำหนดคดี

ประเภทของตัวเรือนไม่ได้มีบทบาทชี้ขาดเมื่อใช้ไดโอด ลักษณะสำคัญประการหนึ่งคือการกระจายความร้อนจำนวนหนึ่งจากพื้นผิวขององค์ประกอบ นอกจากนี้ยังคำนึงถึงค่าของแรงดันใช้งานและแรงดันย้อนกลับกระแสสูงสุดที่อนุญาตผ่านทางแยก pn การกระจายพลังงานและพารามิเตอร์อื่น ๆ ข้อมูลทั้งหมดนี้ระบุไว้ในหนังสืออ้างอิงและการทำเครื่องหมายจะช่วยเพิ่มความเร็วในการค้นหาองค์ประกอบที่ต้องการเท่านั้น

ไม่สามารถระบุผู้ผลิตตามรูปลักษณ์ของเคสได้เสมอไป ในการค้นหาผลิตภัณฑ์ที่ต้องการมีเครื่องมือค้นหาพิเศษที่คุณต้องป้อนตัวเลขและตัวอักษร ลำดับที่แน่นอน. ในบางกรณี ชุดไดโอดไม่มีข้อมูลใดๆ เลย ดังนั้นในกรณีเช่นนี้ มีเพียงหนังสืออ้างอิงเท่านั้นที่สามารถช่วยได้ การลดความซับซ้อนดังกล่าว ซึ่งทำให้การกำหนดไดโอดสั้นมาก อธิบายได้ด้วยพื้นที่ที่จำกัดมากในการทำเครื่องหมาย เมื่อใช้การพิมพ์สกรีนหรือเลเซอร์ สามารถใส่อักขระได้ 8 ตัวต่อ 4 มม.2

นอกจากนี้ยังควรพิจารณาถึงความจริงที่ว่ารหัสตัวอักษรและตัวเลขเดียวกันสามารถแสดงถึงองค์ประกอบที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ในกรณีเช่นนี้ วงจรไฟฟ้าทั้งหมดจะถูกวิเคราะห์

บางครั้งการติดฉลากจะระบุวันที่วางจำหน่ายและหมายเลขแบทช์ เครื่องหมายดังกล่าวถูกนำมาใช้เพื่อให้สามารถติดตามการดัดแปลงผลิตภัณฑ์ที่ทันสมัยยิ่งขึ้น มีการออกเอกสารการแก้ไขที่เกี่ยวข้องพร้อมหมายเลขและวันที่ สิ่งนี้ช่วยให้คุณกำหนดได้แม่นยำยิ่งขึ้น ข้อมูลจำเพาะองค์ประกอบเมื่อประกอบวงจรที่สำคัญที่สุด คุณอาจไม่ได้รับผลลัพธ์ตามที่คาดหวังด้วยการใช้ชิ้นส่วนเก่าในการเขียนแบบใหม่ ในกรณีส่วนใหญ่ ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปก็ปฏิเสธที่จะทำงาน

ไดโอดทำเครื่องหมายแอโนดแคโทด

ไดโอดแต่ละตัวเช่นเดียวกับตัวต้านทานจะมีขั้วต่อสองตัวคือขั้วบวกและแคโทด ไม่ควรสับสนชื่อเหล่านี้กับเครื่องหมายบวกและลบซึ่งหมายถึงพารามิเตอร์ที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

อย่างไรก็ตาม บ่อยครั้งจำเป็นต้องพิจารณาความตรงกันทุกประการของขั้วต่อไดโอดแต่ละขั้ว มีสองวิธีในการกำหนดขั้วบวกและแคโทด:

• แคโทดมีแถบกำกับไว้ซึ่งแตกต่างอย่างเห็นได้ชัดจากสีโดยรวมของตัวเครื่อง
• ตัวเลือกที่สองเกี่ยวข้องกับการตรวจสอบไดโอดด้วยมัลติมิเตอร์ เป็นผลให้ไม่เพียงสร้างตำแหน่งของแอโนดและแคโทดเท่านั้น แต่ยังตรวจสอบประสิทธิภาพขององค์ประกอบทั้งหมดด้วย