Đề Xuất 11/2022 # Diode Zener Là Gì, Cấu Tạo Điốt Zener / 2023 # Top 13 Like | Comforttinhdauthom.com

Đề Xuất 11/2022 # Diode Zener Là Gì, Cấu Tạo Điốt Zener / 2023 # Top 13 Like

Cập nhật nội dung chi tiết về Diode Zener Là Gì, Cấu Tạo Điốt Zener / 2023 mới nhất trên website Comforttinhdauthom.com. Hy vọng thông tin trong bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu ngoài mong đợi của bạn, chúng tôi sẽ làm việc thường xuyên để cập nhật nội dung mới nhằm giúp bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất.

Diode Zener ( Zener diode) còn gọi là , là một loại điốt bán dẫn làm việc ở chế độ phân cực ngược trên vùng điện áp đánh thủng (breakdown). Điện áp này còn gọi là điện áp Zener hay thác lở (avalanche). Khi đó giá trị điện áp ít thay đổi. Nó được chế tạo sao cho khi phân cực ngược thì điốt Zener sẽ ghim một mức điện áp gần cố định bằng giá trị ghi trên diode, làm ổn áp cho mạch điện.

Diode bán dẫn ( điốt bán dẫn) chặn đòng điện chạy theo hướng ngược lại. Nó chỉ cho dòng điện chạy theo một chiều mà không cho chạy theo hướng ngược lại. Diode này có chức năng ổn áp tránh gây hỏng thiết bị khi bị quá áp. Đôi khi dòng điot này còn gọi là Diode Zener Diode hay Diode Break.

Diode Zener là gì (What is a Diode Zener)

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 gim áp phân cực cho transistor hoạt động. Trong mạch chỉnh lưu Diode có thể được tích hợp thành Diode cầu.

Cấu tạo của Diode Zener

Dòng điốt này có hai lớp bán dẫn P – N ghép với nhau, Diode Zener được ứng dụng trong chế độ phân cực ngược. Khi phân cực thuận Diode zener như diode thường nhưng khi phân cực ngược Diode zener sẽ gim lại một mức điện áp cố định bằng giá trị ghi trên diode.

Ở đây, chất nền N và P được khuếch tán với nhau. Vùng tiếp giáp được phủ một lớp silicon dioxide (SiO 2 ). Đồng thời trong quá trình thiết kế, toàn bộ tổ hợp được mạ kim loại để tạo ra kết nối cực dương và cực âm.

Lớp SiO 2 giúp ngăn ngừa sự nhiễm bẩn của các mối nối. Vì vậy, được sử dụng trong việc thiết kế diode zener.

Các diode Zener thường có cấu tạo và cách hoạt động giống nhau. Nó hoạt động giống như một diode tín hiệu bình thường đi qua các dòng điện định mức.

Tuy nhiên, không giống diode thông thường chặn dòng điện đi qua chính nó khi bị phân cực ngược. Khi Cathode trở nên tích cực hơn Anode, điện áp đạt tới giá trị nào đó, diode zener sẽ hoạt động ngược lại.

Điều này là do khi điện áp ngược vượt quá điện áp định mức của thiết bị. Một quá trình gọi là Sự cố Avalanche xảy ra trong lớp suy giảm chất bán dẫn và một dòng điện bắt đầu chạy qua diode để hạn chế tăng áp.

Dòng điện chạy qua diode zener tăng đến giá trị cực đại (thường bị giới hạn bởi điện trở nối tiếp) và một khi đạt được, nó vẫn hoạt động ổn định trong phạm vi điện áp ngược.

Khi điện áp tại diode zener trở nên ổn định được gọi là điện áp zener điện tử, ( Vz ) và đối với điốt zener, điện áp này có thể dao động từ dưới 1 volt đến vài trăm volt.

Điểm tại đó điện áp zener cho dòng điện chạy qua diode có thể được điều khiển rất chính xác (dung sai dưới 1%) trong giai đoạn pha tạp của cấu trúc bán dẫn điốt tạo cho diode một điện áp đánh thủng zener cụ thể , ( Vz ) cho ví dụ: 4.3V hoặc 7.5V. Điện áp đánh thủng zener trên đường cong IV gần như là một đường thẳng đứng.

Nguyên lý hoạt động của Zener Diode

Các Zener Diode r có điện áp đánh thủng ngược được xác định rõ, tại đó nó bắt đầu dẫn dòng điện và tiếp tục hoạt động liên tục ở chế độ phân cực ngược mà không bị hỏng. Ngoài ra, sự sụt giảm điện áp trên diode vẫn không đổi trong một phạm vi điện áp rộng, một tính năng làm cho điốt Zener phù hợp để sử dụng trong điều chỉnh điện áp.

Diode Zener hoạt động giống như diode thông thường khi ở chế độ phân cực thuận và có điện áp bật từ 0,3 đến 0,7 V. Tuy nhiên, khi được kết nối ở chế độ đảo ngược, thường thấy trong hầu hết các ứng dụng của nó, a dòng rò nhỏ có thể chảy. Khi điện áp ngược tăng lên đến điện áp đánh thủng được xác định trước (Vz), một dòng điện bắt đầu chạy qua diode. Dòng điện tăng đến mức tối đa, được xác định bởi điện trở nối tiếp, sau đó nó ổn định và không đổi trong một phạm vi rộng của điện áp ứng dụng.

Sự cố Zener

Sự cố là do hiệu ứng phân hủy Zener xảy ra dưới 5,5 V hoặc ion hóa tác động xảy ra trên 5,5 V. Cả hai cơ chế dẫn đến cùng một hành vi và không yêu cầu mạch khác nhau; tuy nhiên, mỗi cơ chế có một hệ số nhiệt độ khác nhau.

Hiệu ứng Zener có hệ số nhiệt độ âm trong khi hiệu ứng tác động trải qua hệ số dương. Hai hiệu ứng nhiệt độ gần như bằng nhau ở 5,5 V và triệt tiêu lẫn nhau để làm cho điốt Zener được định mức ở khoảng 5,5 V ổn định nhất trong một loạt các điều kiện nhiệt độ.

Thông số kỹ thuật diode Zener

Điốt Zener khác nhau về thông số kỹ thuật như điện áp, tản điện, dòng ngược tối đa và hình dáng. Một số thông số kỹ thuật thường được sử dụng bao gồm:

Điện áp Vz: Điện áp Zener dùng để chỉ điện áp sự cố đảo ngược 2.4 V đến khoảng 200 V; có thể lên tới 1 kV trong khi mức tối đa cho thiết bị gắn trên bề mặt (SMD) là khoảng 47 V).

Dòng điện (tối đa): Dòng điện tối đa ở điện áp Zener định mức Vz từ 200 uA đến 200 A).

Dòng điện (tối thiểu): Dòng điện tối thiểu cần thiết để diode phá vỡ 5 mA và 10 mA.

Đánh giá công suất: Công suất tối đa của diode Zener được tính theo công thức lấy điện áp x dòng điện. Công suất diode zener thường có giá trị tiêu biểu là 400 mW, 500 mW, 1 W và 5 W; đối với bề mặt được gắn, 200 mW, 350 mW, 500 mW và 1 W là điển hình.

Dung sai điện áp: Thông thường ± 5%.

Ổn định nhiệt độ: Điốt khoảng 5 V có độ ổn định tốt nhất.

Hình dáng: Thiết bị có chì và giá treo bề mặt là thiết bị riêng biệt hoặc trong các mạch tích hợp.

Điện trở Zener (Rz): Diode thể hiện một số điện trở như hiển nhiên từ các đặc tính IV.

Ứng dụng diode Zener

Điốt Zener được sử dụng để điều chỉnh điện áp, như các yếu tố tham chiếu, bộ triệt xung và trong các ứng dụng chuyển mạch và mạch clipper.

Bộ điều chỉnh điện áp

Điện áp tải bằng điện áp đánh thủng VZ của diode. Điện trở nối tiếp giới hạn dòng điện qua diode và giảm điện áp dư khi diode đang dẫn.

Hình 3: Bộ điều chỉnh shunt diode Zener

Diode Zener trong bảo vệ quá áp

Nếu điện áp đầu vào tăng đến một giá trị cao hơn điện áp đánh thủng Zener, dòng điện chạy qua diode và tạo ra sụt áp trên điện trở; điều này kích hoạt SCR và tạo ra một mạch ngắn xuống đất. Đoản mạch sẽ mở cầu chì và ngắt kết nối tải khỏi nguồn cung cấp.

Hình 4: Mạch xà beng quá áp SCR

Mạch cắt Diode Zener

Điốt Zener được sử dụng để sửa đổi hoặc định hình các mạch cắt dạng sóng AC. Mạch cắt giới hạn hoặc cắt bỏ các phần của một hoặc cả hai nửa chu kỳ của dạng sóng AC để định hình dạng sóng hoặc bảo vệ.

Hình 5: Mạch cắt diode Zener

Bộ điều chỉnh điốt Zener

có thể được sử dụng để tạo ra một đầu ra điện áp ổn định với độ gợn thấp trong các điều kiện dòng tải khác nhau. Bằng cách truyền một dòng điện nhỏ qua diode từ nguồn điện áp, thông qua một điện trở giới hạn dòng thích hợp ( ), diode zener sẽ dẫn dòng điện đủ để duy trì sự sụt giảm điện áp của V out .

Bộ điều chỉnh điốt Zener

Điện trở, được kết nối nối tiếp với diode zener để hạn chế dòng điện đi qua diode với nguồn điện áp, được kết nối qua tổ hợp. Điện áp đầu ra ổn định được lấy từ trên các diode zener.

Diode zener được kết nối với cực âm cực của nó được kết nối với đường ray dương của nguồn cung cấp DC để nó bị phân cực ngược và sẽ hoạt động trong điều kiện sự cố. Điện trở được chọn để hạn chế dòng điện cực đại chạy trong mạch.

Khi không có tải kết nối với mạch, dòng tải sẽ bằng 0, ( ) và tất cả dòng điện đi qua diode zener sẽ lần lượt tiêu tán công suất cực đại của nó. Ngoài ra, một giá trị nhỏ của điện trở sê-ri sẽ dẫn đến dòng diode lớn hơn khi điện trở tải được kết nối và lớn vì điều này sẽ làm tăng yêu cầu tiêu tán công suất của diode vì vậy phải cẩn thận khi chọn giá trị phù hợp của sê-ri trở kháng sao cho mức công suất tối đa của zener không bị vượt quá trong điều kiện không tải hoặc trở kháng cao này.

Tải được kết nối song song với diode zener, do đó điện áp trên luôn giống với điện áp zener, ( ). Có một dòng zener tối thiểu mà sự ổn định của điện áp có hiệu quả và dòng zener phải luôn ở trên giá trị này hoạt động dưới tải trong khu vực sự cố của nó mọi lúc. Giới hạn trên của dòng điện dĩ nhiên phụ thuộc vào định mức công suất của thiết bị. Việc cung cấp điện áp phải lớn hơn .

Một vấn đề nhỏ với các mạch ổn định diode zener là đôi khi diode có thể tạo ra nhiễu điện trên đầu nguồn DC khi nó cố gắng ổn định điện áp. Thông thường, đây không phải là vấn đề đối với hầu hết các ứng dụng, nhưng việc bổ sung một tụ điện tách rời có giá trị lớn trên đầu ra của zener có thể được yêu cầu để làm mịn thêm.

Sau đó để tóm tắt một chút. Một diode zener luôn được vận hành trong điều kiện sai lệch ngược của nó. Do đó, một mạch ổn áp đơn giản như vậy có thể được thiết kế bằng cách sử dụng diode zener để duy trì điện áp đầu ra DC không đổi trên tải mặc dù có sự thay đổi của điện áp đầu vào hoặc thay đổi dòng điện tải.

Các điều chỉnh điện áp zener bao gồm một giới hạn điện trở hiện tại nối tiếp với điện áp đầu vào với các diode zener nối song song với tải trong tình trạng thiên vị ngược này. Điện áp đầu ra ổn định luôn được chọn giống như điện áp đánh thủng của diode.

Ví dụ điốt Zener số 1

Cần phải cung cấp nguồn ổn định 5.0V từ nguồn đầu vào nguồn DC DC. Xếp hạng công suất tối đa của diode zener là 2W. Sử dụng mạch điều chỉnh zener ở trên tính toán:

a). Dòng điện cực đại chạy qua diode zener.

c). Dòng tải nếu điện trở tải 1kΩ được kết nối qua diode zener.

Cười mở miệng). Dòng điện zener ở mức đầy tải.

Điện áp điốt Zener

Điốt Zener được mắc nối tiếp

Một điển hình diode zener cho các mạch điện tử nói chung là 500MW, BZX55 loạt hoặc 1.3W lớn hơn, BZX85 loạt là điện áp zener được đưa ra như, ví dụ, C7V5 cho một diode 7.5V đưa ra một số tài liệu tham khảo diode của BZX55C7V5 .

Điện áp Diode Zener tiêu chuẩn

Mạch cắt Diode Zener

Cho đến nay chúng ta đã xem xét làm thế nào một diode zener có thể được sử dụng để điều chỉnh nguồn DC không đổi nhưng nếu tín hiệu đầu vào không phải là trạng thái ổn định DC mà là dạng sóng xoay chiều xoay chiều thì diode zener sẽ phản ứng thế nào với tín hiệu thay đổi liên tục.

Mạch cắt và kẹp điốt là các mạch được sử dụng để định hình hoặc sửa đổi dạng sóng AC đầu vào (hoặc bất kỳ hình sin) nào tạo ra dạng sóng đầu ra có hình dạng khác nhau tùy theo cách sắp xếp mạch. Mạch clip clip điốt cũng được gọi là bộ giới hạn bởi vì chúng giới hạn hoặc cắt bỏ phần dương (hoặc âm) của tín hiệu AC đầu vào. Vì các mạch clipper zener giới hạn hoặc cắt một phần của dạng sóng trên chúng, chúng chủ yếu được sử dụng để bảo vệ mạch hoặc trong các mạch định hình dạng sóng.

Ví dụ: nếu chúng ta muốn cắt một dạng sóng đầu ra ở mức + 7.5V, chúng ta sẽ sử dụng diode zener 7.5V. Nếu dạng sóng đầu ra cố gắng vượt quá giới hạn 7.5V, diode zener sẽ loại bỏ điện áp dư thừa từ đầu vào tạo ra dạng sóng có đỉnh phẳng vẫn giữ đầu ra không đổi ở mức + 7.5V. Lưu ý rằng trong điều kiện phân cực thuận, diode zener vẫn là một diode và khi đầu ra dạng sóng AC âm xuống dưới -0,7V, diode zener sẽ chuyển đổi ON ON giống như bất kỳ diode silicon thông thường nào và cắt đầu ra ở -0,7V như được hiển thị phía dưới.

Tín hiệu sóng vuông

Các điốt zener được kết nối trở lại có thể được sử dụng như một bộ điều chỉnh AC tạo ra cái gọi đùa là máy phát sóng vuông của một người nghèo nghèo. Sử dụng sự sắp xếp này, chúng ta có thể cắt dạng sóng giữa giá trị dương + 8.2V và giá trị âm -8.2V cho diode zener 7.5V.

Vì vậy, ví dụ, nếu chúng ta muốn cắt một dạng sóng đầu ra giữa hai giá trị tối thiểu và tối đa khác nhau, + 8V và -6V, chúng ta chỉ cần sử dụng hai điốt zener được xếp hạng khác nhau. Lưu ý rằng đầu ra thực sự sẽ cắt dạng sóng AC trong khoảng từ + 8,7V đến -6,7V do có thêm điện áp diode phân cực thuận.

Nói cách khác, điện áp cực đại đến cực đại là 15,4 volt thay vì 14 volt dự kiến, vì điện áp phân cực thuận giảm trên diode tăng thêm 0,7 volt cho mỗi hướng.

Kiểu cấu hình clipper này khá phổ biến để bảo vệ mạch điện tử khỏi quá điện áp. Hai zener thường được đặt trên các đầu vào đầu vào nguồn điện và trong quá trình hoạt động bình thường, một trong các điốt zener là TẮT TẮT và các điốt có ít hoặc không ảnh hưởng. Tuy nhiên, nếu dạng sóng điện áp đầu vào vượt quá giới hạn của nó, thì biến zener của ON zener và cắt đầu vào để bảo vệ mạch.

Trong hướng dẫn tiếp theo về điốt , chúng ta sẽ xem xét sử dụng đường nối PN phân cực thuận của một diode để tạo ra ánh sáng. Chúng ta biết từ các hướng dẫn trước rằng khi các hạt mang điện di chuyển qua đường giao nhau, các electron kết hợp với lỗ trống và năng lượng bị mất dưới dạng nhiệt, nhưng cũng có một phần năng lượng này bị tiêu tán dưới dạng photon nhưng chúng ta không thể nhìn thấy chúng.

Nếu chúng ta đặt một thấu kính mờ xung quanh đường giao nhau, ánh sáng khả kiến ​​sẽ được tạo ra và diode trở thành nguồn sáng. Hiệu ứng này tạo ra một loại diode khác thường được gọi là Điốt phát sáng, lợi dụng đặc tính tạo ra ánh sáng này để phát ra ánh sáng (photon) trong nhiều màu sắc và bước sóng khác nhau.

Diode Zener Là Gì ? Công Dụng Của Diode Zener Trong Mạch Điện / 2023

Một diode thông thường sẽ chỉ cho phép dòng điện đi theo một chiều đó là đi từ chân Anot sang Katot. Những diode cơ bản đó được ứng dụng chủ yếu cho việc chỉnh lưu dòng điện xoay chiều AC thành dòng điện một chiều DC. Có một loại diode được sử dụng rất phổ biến trong các mạch điện tử đặc biệt là mạch nguồn ổn áp, đó chính là diode zener. Vậy diode zener là diode gì và chúng được sử dụng như thế nào trong mạch điện. Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu thật chi tiết về diode zener trong bài viết này.

Nhận biết diode zener và ký hiệu của diode zener trong sơ đồ nguyên lý và bo mạch điện tử

Trong đó thì chân gần phía cái vòng màu là chân Katot , chân còn lại là chân Anot.

Khi sửa chữa thiết bị điện tử các bạn cần phải biết rõ ký hiệu của diode zener để phân biệt được nó với các diode khác trong mạch điện. Thông thường các diode zener sẽ sử dụng các ký hiệu phổ biến sau DZ, DW, ZD, WD,.. còn diode thông thường sẽ chỉ ký hiệu là D. Người sửa chữa cần nhớ kỹ các ký hiệu này để phân biệt thật nhanh giữa diode thường với một diode zener bởi hình dáng hai loại diode này có thể hoàn toàn giống nhau.

Nguyên lý hoạt động của diode ổn áp zener

Với đặc tuyến Vôn ampe như trên ta thấy rằng khi phân cực thuận thì diode zener hoạt động như một diode thông thường. Khi đặt một điện áp ngược lên diode zener và nếu điện áp này lớn hơn điện áp VZ của nó thì nó cho phép dòng điện ngược đi qua, đồng thời ghim lại một hiệu điện thế ổn định bằng Vz giữa hai đầu của nó.

Chính vì nguyên tắc hoạt động như vậy lên diode zener sẽ thường được mắc như sau Một điện áp đầu vào có thể biến đổi được mắc với một diode zener thông qua điện trở R. Trong đó chân Katot của diode zener được mắc với dương nguồn. Chân Anot của diode zener được mắc với âm nguồn. Nguyên tắc ổn áp hoạt động của diode rất đơn giản. Khi mắc ngược như vậy nếu điện áp đầu vào lớn hơn điện áp ổn áp VZ của diode zener thì sẽ có một dòng điện ngược IZ chạy qua diode zener, khi điện áp đầu vào tiếp tục tăng thì dòng điện ngược này cũng tăng theo cùng, tuy nhiên thì điện áp giữa hai đầu diode zener lại ổn định bằng điện áp VZ. Chính vì lý do đó nó được gọi là diode ổn áp.

Khi sử dụng diode zener cần quan tâm những thông số gì

Trong một mạch điện diode zener được sử dụng rất nhiều , điều quan trọng chúng ta phải biết cách sử dụng chúng trong thực tế. Một diode zener sẽ có những thông số chính đó là điện áp ổn áp VZ và công suất của diode zener. Điện áp ổn áp VZ có khá nhiều loại đó là 2.4V, 2.7V, 3.3V, 3.7V, 4.1V, 4.7V, 5.1V, 6.2V, 9.1v, 10V, 12V, 13V, 15V, 18V, 20V, 24V… còn công suất của diode zener có những loại 0.25W, 1W, 2W và loại 5W. Công suất của diode zener càng lớn thì nó cho phép dòng điện ngược chạy qua nó càng cao.

Nếu bạn muốn trở thành kỹ thuật viên chuyên nghiệp về điện tử có thể tham khảo bộ tài liệu này

Diode Là Gì? Tổng Quan Nhất Về Điốt Hay Diode / 2023

Diode là gì? hay ( điốt là gì?) là dụng cụ bán dẫn hai điện cực, một điện cực là anốt và điện cực thứ hai là katốt. Trạng thái (dẫn hay khoá) của điốt được xác lập tuỳ thuộc dấu của điện áp Va giữa anốt và katốt. Nếu điện áp đó dương điốt sẽ xác lập trạng thái dẫn ( điện trở tương đương nhỏ) và ngược lại sẽ xác lập trạng thái khoá ( điện trở tương đương lớn).

Chức năng của Diode trong ĐTCS ( Điện tử công suất )

Diode (Điốt) là một trong số các thiết bị (linh kiện) điện tử công suất, có một số chức năng chính như sau:

Chỉnh lưu dòng điện xoay chiều

Cách ly các phần tử

Chuyển hướng dòng điện giữa các phần tử trong mạch

Nguyên lý làm việc của Diode

Nguyên lý làm việc của Diode là gì? hay nguyên lý làm việc của điốt bán dẫn được mô tả dựa trên cấu trúc cơ bản và sự hình thành mối nối pn:

Cấu trúc cơ bản của diode

Điốt gồm một tinh thể bán dẫn thuần được kích tạp tạo nên lớp bán dẫn P nối với cực Anode ( Anốt) và lớp bán dẫn N nối với cực Cathode ( Katốt).

PN Junction là sự hình thành mối nối PN của Diode, có đặc điểm như sau:

Sự hình thành mối nối PN của Diode là gì?

Sự khuếch tán làm cho một số nguyên tử chất nhận, lân cận với mặt tiếp xúc bên phía P, bị mất lỗ trống và trở thành các iôn bất động mang điện âm

Tương tự như vậy một số nguyên tử chất cho, lân cận bên phía lớp N, bị mất êlếctrôn và trở thành iôn bất động mang điện dương.

Như vậy bên phía P hình thành miền điện tích âm không gian, còn bên phía N hình thành miền điện tích dương không gian. Hai miền điện tích không gian trái dấu đấy sinh ra một điện trường nội tại E0 hướng từ phía N sang phía P

Điện trường này tác động ngược chiều với quá trình khuếch tán, tức là cản trở quá trình khuếch tán các động tử. Động tử được khuếch tán có thể bị đẩy trở lại nếu động năng của nó không đủ lớn

Vậy là khuếch tán tạo nên điện trường E0 nhưng điện trường này lại cản trở khuếch tán. Sự tác động tương hỗ này cuối cùng xác lập một trạng thái cân bằng động sao cho tốc độ khuếch tán cân bằng với tốc độ đẩy động tử về hai phía bởi điện trường E0. Khi đó phân bố mật độ các động tử p(x) và n(x) dọc theo toạ độ x sẽ xác lập, đồng thời miền điện tích không gian có bề dày không đổi Δxo

Miền điện tích không gian giữa hai tinh thể bán dẫn khác loại do hiện tượng khuếch tán tạo nên được gọi là chuyển tiếp P-N.

Đặc tính V/A tĩnh của Diode

Đặc tính V/A tĩnh của Diode là gì?

Đặc tính V/A tĩnh của Diode là phần tử tự chuyển mạch trạng thái của điốt được đánh giá qua đặc tính tĩnh hay đặc tính vôn-ampe. Đó là quan hệ giữa dòng điện chảy qua điốt và điện áp rơi giữa hai điện cực ở chế độ xác lập.

Đặc tính vôn-ampe hay còn được gọi là đặc tính tĩnh của điốt ở dạng giải tích được mô tả bằng biểu thức Sôtky.

ID : dòng điện chảy qua điốt;

VD : điện áp rơi trên điốt

IT : dòng điện ngược hay dòng điện nhiệt bão hòa

n = (1 – 2) là hằng số kinh nghiệm,

VT : hằng số, được gọi là hiệu điện thế nhiệt (VT= kT/q) với ( k = 1,3806 x 10-23 J/K là hằng số Bôsman; T là nhiệt độ K tuyệt đối: K = 273 + 0C; q = 1,6022 x 10-19 Culông, là điện tích của êlectrôn)

Đặc tính chuyển mạch động của Diode là gì?

Chuyển mạch dẫn: ứng với các khoảng t1 và t2 ( hình trên).

Khi điốt ở trạng thái phân cực ngược dòng điện do các động tử không cơ bản tạo nên. Nếu cấp điện áp dương cho anốt trong điều kiện đó thì điốt sẽ nhanh chóng chuyển sang trạng thái dẫn và mang dòng điện thuận.

Tuy nhiên quá trình này cũng đòi hỏi một khoảng thời gian để các động tử này điền đầy miền điện tích không gian của chuyển tiếp trước đó phân cực ngược. Khoảng thời gian cần thiết để điốt chuyển từ trạng thái khoá sang trạng thái dẫn được gọi là thời gian mở hay thời gian chuyển mạch dẫn.

Thời gian này thường nhỏ hơn nhiều so với thời gian khoá nên trong thực tế có thể bỏ qua, tuy cần được quan tâm để đảm bảo an toàn cho điốt.

Chuyển mạch khóa

Tỷ số t5/t4 được gọi là hệ số cản dịu và được ký hiệu là kcd. Trong thực tế hệ số này phụ thuộc thời gian hồi phục tổng thf và dòng điện ngược cực đại IRR.Ta có: thf = t5 + t4.

Dòng điện ngược cực đại IRR có thể được biểu diễn gần đúng theo tốc độ biến thiên của nó: IRR = t4 (di/dt)

Về mặt điện tích quá trình trình hồi phục là quá trình giải phóng toàn bộ số động tử tự do hay điện tích tích tụ trong cấu trúc của điốt trước khi khoá. Tổng số điện tích này được gọi là điện tích tích tụ, được ký hiệu là Qhf:

Các điốt này có thời gian hồi phục tương đối lớn, thường trên dưới 0,025 ms và chủ yếu được ứng dụng trong các lĩnh vực tần số như trong chỉnh lưu hoặc nghịch lưu đến tần số đến 1 kHz. Những điốt thuộc nhóm này được chế tạo bằng công nghệ khuếch tán, với dòng điện từ 1 đến hàng ngàn ampe và điện áp từ 50 V đến 5 kV.

Các điốt này có thời gian tác động nhỏ (dưới 0,005 ms), chúng thường được dùng trong các mạch biến đổi điện áp một chiều thành điện áp một chiều hay( băm xung) hoặc một chiều thành xoay chiều hay ( nghịch lưu). Vì trong những trường hợp này thời gian hồi phục hay thời gian chuyển mạch khoá có ý nghĩa rất quan trọng.

Các điốt tác động nhanh thường được chế tạo với dòng điện từ hơn 1 A đến hàng trăm ampe và điện áp từ 50 V đến 3 kV. Đối với điện áp trên 400 V, điốt tác động nhanh được chế tạo theo công nghệ khuếch tán, trong đó thời gian hồi phục được khống chế bằng khuếch tán bạch kim hoặc vàng. Còn đối với điện áp dưới 400 V điốt được chế tạo theo công nghệ êpitắc, thời gian hồi phục của các điốt này có thể nhỏ hơn 50 ns.

Hiện tượng tích tụ điện tích trong chuyển tiếp P-N có thể được loại trừ hoặc giảm thiểu trong điốt Sôtky. Vấn đề này được giải quyết theo nguyên lý phỏng hàng rào thế nhờ tiếp xúc giữa kim loại và bán dẫn, đó là tiếp xúc giữa một lớp kim loại với một lớp mỏng bán dẫn silíc êpitắc loại N.

Nhờ đó thời gian hồi hồi phục của điốt Sôtky giảm đáng kể so với điốt có chuyển tiếp P-N thông thường. Ưu điểm nữa của điốt Sôtky là điện áp rơi hay sụt áp thuận tương đối nhỏ.

Nhược điểm phải kể đến của điốt Sốtky là: có dòng ngược hay dòng rò Sôtky lớn hơn so với dòng điện của điốt P-N; có điện áp ngược cực đại không lớn, thường không quá 100 V. Dòng điện của điốt Sôtky nằm trong khoảng từ 1 đến 300 A.

Các điốt Sôtky có thể được coi là lý tưởng cho những trường hợp điện áp thấp nhưng dòng điện cao, ví dụ như trong các bộ nguồn một chiều điện áp thấp. Trong các bộ nguồn một chiều dòng nhỏ chúng cũng được sử dụng nhằm nâng cao hiệu suất.

Các loại điốt thường gặp trên thị trường

Diode Zener ( điốt Zener) hay còn gọi với cái tên khác là điốt đánh thủng – điốt ổn áp… Đây là một loại điốt bán dẫn làm việc ở chế độ phân cực ngược trên vùng điện áp đánh thủng (breakdown). Loại này được chế tạo nhằm mục đích tối ưu để hoạt động tốt trong miền đánh thủng.

Nguyên lý hoạt động của Diode Zener như sau: Mắc điốt Zener ngược chiều lại, nếu điện áp trên mạch lớn hơn điện áp định mức của điốt thì điốt sẽ cho thông dòng điện.

Diode phát quang hay điốt LED ( Light Emitting Diode) là loại điốt có khả năng phát ra ánh sáng như tia hồng ngoại…

Diode laser hay điốt laser là loại điốt gần giống với điốt phát quang, khi điốt laser được đặt trong một hiệu điện thế nhất định, kích ứng các lỗ trống lớp bán dẫn P chuyển qua phần lớp bán dẫn loại N và ngược lại: các electron trong lớp bán dẫn loại N chuyển sang lớp bán dẫn loại P. Cấu tạo của diode laser tương tự cấu tạo của diode nói chung.

Diode laser có bước sóng phát xạ khác nhau trải dài trong khoảng từ: 405 – 808 nm. Vỏ diode laser thường theo chuẩn TO3, TO5, TO9, TO18… Mạch điều khiển có nhiệm vụ ổn định điện áp và dòng điện cho đầu laser diode. Mạch điều khiển càng tốt thì tuổi thọ của điốt laser càng được nâng cao.

Diode biến dung hay Varicap là loại điốt bán dẫn có nhiệm vụ biến đổi điện dung. Nó được tạo ra để giống như tụ điện có khả năng thay đổi điện dung.

Diode biến dung điều chỉnh mức điện dung đến vài chục pF, được ứng dụng cho các mạch điều hưởng tần số cao( khoảng 50 MHz trở lên ).

Chúng tôi luôn sẵn sàng đem lại những giá trị tốt đẹp cho cộng đồng!

Sẻ chia cùng cộng đồng!

Điốt Là Gì? Cấu Tạo Phân Loại Và Nguyên Lý Hoạt Động Của Điốt? / 2023

Điốt là gì? Điốt là một trong những bộ phân quan trọng mạch điện, bài viết sau tìm hiểu cấu tạo phân loại và nguyên lý hoạt động của điốt. Các điốt bán dẫn được nối với các chất bán dẫn loại N hoặc loại P như hình sau:

(1) Khi cực dương (+) của ắcquy được nối với phía p và cực âm (-) nối với phía N, các lỗ dương của chất bán dẫn loại P và cực dương của ắcquy đẩy lẫn nhau. Và các điện tử tự do của chất bán dẫn loại N và cực âm của ắcquy đẩy lẫn nhau, vì vậy đẩy chúng về khu vực nối p-n. Do đó các điện tử tự do và các lỗ dương này hút lẫn nhau, như vậy làm cho dòng điện chạy qua khu vực nối p-n.

(2) Khi đảo ngược các cực ở ắcquy, các lỗ dương của chất bán dẫn loại p và cực âm của ắcquy hút lẫn nhau, và các điện tử tự do của chất bán dẫn loại n và cực dương của ắcquy hút lẫn nhau, vì thế kéo xa khỏi khu vực nối p-n. Kết quả là, một lớp không chứa các điện tử tự do hoặc các lỗ dương được tạo nên ở khu vực nối p-n, vì vậy ngăn chặn dòng điện chạy qua. Phân loại điốt: – Điốt chỉnh lưu thường – Điốt Zener – LED (điốt phát sáng) – Điốt quang

Điốt thường

Công dụng Điốt thường

Điốt thường làm cho dòng điện chỉ chạy theo một chiều: từ phía p sang phía n. 

Cấu tạo điốt thường

Cần có một điện áp tối thiểu để dòng điện chạy từ phía p sang phía n. 

Đây là các thí dụ về các yêu cầu đối với điện áp: 

Điốt silic (A): khoảng 0,3V 

Điốt germani (B): khoảng 0,7V

Cấu tạo Điốt thường

Dòng điện này sẽ không chạy nếu một điện áp được đặt vào chiều ngược lại (từ phía n sang phía p). 

Mặc dù một dòng điện cực nhỏ chạy thực tế, gọi là dòng điện rò ngược chiều, nó được xử lý như không chạy vì nó không tác động đến hoạt động của mạch thực.

Tuy nhiên nếu điện áp rò ngược chiều này được tăng lên đầy đủ, cường độ của dòng điện cho phép đi qua bởi điốt sẽ tăng lên đột ngột. 

Hiện tượng này được gọi là đánh thủng điốt, và điện áp này được gọi là điện áp đánh thủng 

Chức năng điốt thường

Điện áp chỉnh lưu nửa chu kỳ

(1) Điện áp chỉnh lưu nửa chu kỳ:

Điện áp từ máy phát AC được đặt vào một điốt.

Vì điện áp được thể hiện giữa (a) và (b) được đặt vào điốt theo chiều thuận, dòng điện sẽ chạy qua điốt này.

Tuy nhiên vì điện áp được thể hiện giữa (b) và (c) được đặt vào điốt này theo chiều ngược, nên dòng điện không được phép đi qua điốt này.

Vì chỉ có một nửa dòng điện do máy phát sinh ra được phép đi qua điốt này. 

Điện áp từ máy phát AC được đặt vào một điốt.

Vì điện áp được thể hiện giữa (a) và (b) được đặt vào điốt theo chiều thuận, dòng điện sẽ chạy qua điốt này.

Tuy nhiên vì điện áp được thể hiện giữa (b) và (c) được đặt vào điốt này theo chiều ngược, nên dòng điện không được phép đi qua điốt này.

Vì chỉ có một nửa dòng điện do máy phát sinh ra được phép đi qua điốt này. 

(2) Chỉnh lưu hai nửa chu kỳ: 

Điều này có nghĩa là dòng điện ra luôn luôn chỉ chạy về một chiều qua điện trở R. 

Ví dụ ứng dụng điốt thường

Điốt Zener

Công dụng Điốt Zener

Trong khi điốt Zener cho phép dòng điện chạy theo chiều thuận, cùng chiều với một điốt thường, nó cũng cho phép dòng điện chạy theo chiều ngược lại trong một số trường hợp.

Cấu tạo nguyên lý Điốt Zener

Dòng điện chạy theo chiều thuận từ phía p sang phía n qua một điốt Zener cùng chiều với một điốt thường. Một dòng điện chạy theo chiều ngược lại vượt quá điện áp được xác định trước chạy qua một điốt Zener. Điều này được gọi là điện áp Zener, nó giữ nguyên không thay đổi trong thực tế, bất kể cường độ của dòng điện như thế nào. Một điốt Zener có thể ấn định với các điện áp Zener khác nhau tuỳ theo sự áp dụng hoặc mục đích của nó.

Ví dụ về ứng dụng Điốt Zener

Các điốt Zener được sử dụng cho các mục đích khác nhau, một mục đích quan trọng nhất trong các mục đích này là bộ điều chỉnh điện áp cho một máy phát điện xoay chiều. 

Điện áp ra được điều chỉnh thường xuyên, bằng cách gắn điốt Zener vào một mạch điện.

LED (Điốt phát sáng)  

Chức năng đi ốt phát sáng

LED là một điốt nối p-n cũng giống như điốt thường. Nó phát sáng khi một dòng điện đi qua nó theo một chiều thuận. Các LED có thể phát sáng với các màu khác nhau như màu đỏ, vàng và xanh lục.

Các đặc điểm điốt phát sáng

Các LED có các đặc điểm sau:  Phát nhiệt ít hơn và có tuổi thọ dài hơn các bóng điện thường.  Phát ánh sáng chói với mức tiêu thụ điện thấp.  Phản ứng với điện áp thấp (tốc độ phản ứng nhanh). 

LED là một điốt nối p-n cũng giống như điốt thường. Nó phát sáng khi một dòng điện đi qua nó theo một chiều thuận.Các LED có thể phát sáng với các màu khác nhau như màu đỏ, vàng và xanh lục.Các LED có các đặc điểm sau:Phát nhiệt ít hơn và có tuổi thọ dài hơn các bóng điện thường.Phát ánh sáng chói với mức tiêu thụ điện thấp.Phản ứng với điện áp thấp (tốc độ phản ứng nhanh).

Ví dụ về ứng dụng Led

Các LED được sử dụng trong các loại đèn phanh lắp trên cao và các đèn báo, v.v…. 

Điốt quang 

Cấu tạo điốt quang

Điốt quang là điốt nối p-n gồm có một chất bán dẫn và một thấu kính. 

Nếu đặt một điện áp ngược chiều vào điốt quang được chiếu ánh sáng, thì một dòng điện ngược chiều sẽ chạy qua. 

Cường độ của dòng điện này sẽ thay đổi theo tỷ lệ thuận với lượng ánh sáng rơi trên điốt quang này. 

Nói khác đi, điốt quang có thể xác định được ánh sáng bằng cách phát hiện cường độ của dòng điện ngược khi đặt điện áp ngược. 

Điốt quang  

Ví dụ về ứng dụng điốt quang

Các điốt quang được sử dụng trong các cảm biến ánh sáng mặt trời cho các máy điều hòa không khí, v.v….

? Điốt là một trong những bộ phân quan trọng mạch điện, bài viết sau tìm hiểu cấu tạo phân loại và nguyên lý hoạt động của điốt. Các điốt bán dẫn được nối với các chất bán dẫn loại N hoặc loại P như hình sau:Các sơ đồ này cho thấy dòng điện chạy qua một điốt như thế nào:(1) Khi cực dương (+) của ắcquy được nối với phía p và cực âm (-) nối với phía N, các lỗ dương của chất bán dẫn loại P và cực dương của ắcquy đẩy lẫn nhau. Và các điện tử tự do của chất bán dẫn loại N và cực âm của ắcquy đẩy lẫn nhau, vì vậy đẩy chúng về khu vực nối p-n. Do đó các điện tử tự do và các lỗ dương này hút lẫn nhau, như vậy làm cho dòng điện chạy qua khu vực nối p-n.(2) Khi đảo ngược các cực ở ắcquy, các lỗ dương của chất bán dẫn loại p và cực âm của ắcquy hút lẫn nhau, và các điện tử tự do của chất bán dẫn loại n và cực dương của ắcquy hút lẫn nhau, vì thế kéo xa khỏi khu vực nối p-n. Kết quả là, một lớp không chứa các điện tử tự do hoặc các lỗ dương được tạo nên ở khu vực nối p-n, vì vậy ngăn chặn dòng điện chạy qua.- Điốt chỉnh lưu thường- Điốt Zener- LED (điốt phát sáng)- Điốt quangCác điốt nắn dòng thường được sử dụng như các bộ chỉnh lưu cho các máy phát điện xoay chiều.

Bạn đang đọc nội dung bài viết Diode Zener Là Gì, Cấu Tạo Điốt Zener / 2023 trên website Comforttinhdauthom.com. Hy vọng một phần nào đó những thông tin mà chúng tôi đã cung cấp là rất hữu ích với bạn. Nếu nội dung bài viết hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!