คำจำกัดความอย่างเป็นทางการของไดโอดคือองค์ประกอบที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่างกัน ขึ้นอยู่กับทิศทางที่กระแสไฟฟ้าไหล จำเป็นต้องใช้ในวงจรที่ต้องจำกัดเส้นทาง บทความนี้จะอธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับอุปกรณ์ของไดโอด รวมถึงประเภทที่มีอยู่และวิธีแยกแยะความแตกต่างระหว่างอุปกรณ์เหล่านี้
ประวัติการปรากฎ
งานเกี่ยวกับไดโอดเริ่มต้นพร้อมกันโดยนักวิทยาศาสตร์สองคน - Briton Frederick Guthrie และ Carl Brown ชาวเยอรมัน การค้นพบครั้งแรกนั้นขึ้นอยู่กับไดโอดหลอด ครั้งที่สอง - บนโซลิดสเตต อย่างไรก็ตาม การพัฒนาวิทยาศาสตร์ในขณะนั้นไม่ได้ทำให้เกิดความก้าวหน้าครั้งใหญ่ในทิศทางนี้ แต่ให้อาหารใหม่ ๆ สำหรับความคิด
จากนั้นไม่กี่ปีต่อมา โธมัส เอดิสันก็ค้นพบไดโอดอีกครั้ง และต่อมาได้จดสิทธิบัตรสิ่งประดิษฐ์นี้ อย่างไรก็ตาม ด้วยเหตุผลบางอย่าง เขาไม่พบแอปพลิเคชันใด ๆ ในผลงานของเขา ดังนั้นการพัฒนาเทคโนโลยีไดโอดจึงดำเนินต่อไปโดยนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ในปีต่างๆ
แต่ก่อนต้นศตวรรษที่ 20 เรียกว่าไดโอดวงจรเรียงกระแส จากนั้นนักวิทยาศาสตร์ William Henry Eckles ได้ใช้รากศัพท์สองคำ - di และ odos อันแรกจากภาษากรีกแปลว่า "สอง" อันที่สอง - "ทาง" ดังนั้นคำว่า "ไดโอด" จึงหมายถึง "สองทาง"
หลักการทำงานและข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับไดโอด
ไดโอดมีสองอิเล็กโทรด - แอโนดและแคโทด ถ้าแอโนดมีศักย์บวกเทียบกับแคโทด ไดโอดก็จะเปิด นั่นคือกระแสไหลผ่านและมีความต้านทานน้อยของไดโอด
หากขั้วแคโทดมีประจุเป็นบวก แสดงว่าไดโอดไม่เปิด มีความต้านทานสูงและไม่ผ่านกระแสไฟฟ้า
ไดโอดทำงานอย่างไร
โดยพื้นฐานแล้ว ตัวเครื่องทำจากแก้ว โลหะหรือสารประกอบเซรามิก ภายใต้การเคลือบมีสองอิเล็กโทรด ไดโอดที่ง่ายที่สุดมีเส้นใยขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก
อาจมีลวดพิเศษอยู่ภายในแคโทด มีคุณสมบัติในการให้ความร้อนด้วยกระแสไฟฟ้าและเรียกว่า "เครื่องทำความร้อน"
สารที่ใช้ในการผลิต ส่วนใหญ่มักเป็นซิลิกอนหรือเจอร์เมเนียม ด้านหนึ่งขององค์ประกอบมีปัญหาการขาดแคลนอิเล็กตรอน อีกด้านหนึ่ง - ตรงกันข้าม ส่วนเกินของอิเล็กตรอน มีเขตแดนระหว่างพวกเขาซึ่งมีทางแยก p-n เป็นผู้ที่อนุญาตให้คุณนำกระแสไปในทิศทางที่ถูกต้อง
ลักษณะไดโอด
เมื่อเลือกองค์ประกอบ ส่วนใหญ่จะใช้ตัวบ่งชี้สองตัว - แรงดันย้อนกลับสูงสุดและความแรงกระแสสูงสุด
การใช้ไดโอดในชีวิตประจำวัน
หนึ่งในตัวอย่างที่เฉียบคมที่สุดการใช้ไดโอด-เครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์ ประกอบด้วยองค์ประกอบที่ซับซ้อนหลายอย่าง ซึ่งเรียกว่า "สะพานไดโอด"
นอกจากนี้ยังมีการใช้องค์ประกอบอย่างแข็งขันในโทรทัศน์หรือวิทยุ เมื่อใช้ร่วมกับตัวเก็บประจุ ไดโอดสามารถดึงความถี่จากสัญญาณมอดูเลตที่หลากหลาย
มักใช้ไดโอดที่ซับซ้อนในวงจรเพื่อป้องกันผู้บริโภคจากไฟฟ้าช็อต
นอกจากนี้ แหล่งจ่ายไฟสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากจำเป็นต้องมีไดโอด
ประเภทของไดโอด
โดยพื้นฐานแล้ว องค์ประกอบสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม อย่างแรกคือประเภทของเซมิคอนดักเตอร์ไดโอด ที่สองคือไม่ใช่เซมิคอนดักเตอร์
เป็นกลุ่มแรกที่แพร่หลาย ชื่อนี้มาจากวัสดุที่ใช้ทำไดโอด: เซมิคอนดักเตอร์สองตัวหรือเซมิคอนดักเตอร์ที่มีโลหะ
นอกจากนี้ยังมีไดโอดชนิดพิเศษจำนวนหนึ่งที่ใช้ในวงจรและอุปกรณ์พิเศษ
ซีเนอร์ไดโอดหรือซีเนอร์ไดโอด
ประเภทนี้มีลักษณะเฉพาะเมื่อเกิดการพังทลาย กระแสไฟจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วด้วยความแม่นยำสูง คุณลักษณะนี้ใช้ในการรักษาเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้า
อุโมงค์
พูดง่ายๆ ก็คือ ไดโอดประเภทนี้สร้างความต้านทานเชิงลบต่อลักษณะเฉพาะของแรงดันไฟในปัจจุบัน ส่วนใหญ่ใช้ในเครื่องขยายเสียงและออสซิลเลเตอร์
ไดโอดกลับหัว
มีความสามารถในการลดแรงดันไฟฟ้าลงอย่างมากในโหมดเปิด นี่ก็ขึ้นอยู่กับอุโมงค์เอฟเฟกต์คล้ายกับไดโอดก่อนหน้า
วาริแคป
หมายถึงประเภทของเซมิคอนดักเตอร์ไดโอดที่ควบคุมความจุด้วยไฟฟ้าเพิ่มขึ้นในกรณีที่แรงดันย้อนกลับ ใช้ในการจูนและสอบเทียบวงจรออสซิลเลเตอร์
LED
ลักษณะเฉพาะของไดโอดประเภทนี้คือเปล่งแสงเมื่อกระแสไหลในทิศทางไปข้างหน้า ในโลกสมัยใหม่ มีการใช้ไฟนี้เกือบทุกที่ที่ต้องการการให้แสงสว่างด้วยแหล่งกำเนิดแสงแบบประหยัด
โฟโตไดโอด
มันมีคุณสมบัติย้อนกลับของตัวอย่างก่อนหน้า นั่นคือมันเริ่มสร้างประจุไฟฟ้าเมื่อโดนแสง
เครื่องหมาย
เพื่อกำหนดประเภท เพื่อค้นหาคุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์ไดโอด ผู้ผลิตใช้การกำหนดพิเศษกับร่างกายขององค์ประกอบ ประกอบด้วยสี่ส่วน
ในตอนแรก - ตัวอักษรหรือตัวเลขที่ระบุวัสดุที่ใช้ทำไดโอด สามารถรับค่าต่อไปนี้:
- G (1) - เจอร์เมเนียม
- K (2) - ซิลิกอน;
- A (3) - แกลเลียมอาร์เซไนด์;
- และ (4) - อินเดียม.
ที่สอง - ประเภทไดโอด พวกเขายังสามารถมีความหมายที่แตกต่างกัน:
- D - วงจรเรียงกระแส;
- B - Varicap;
- A - ไมโครเวฟ;
- ฉัน - อุโมงค์;
- С - ซีเนอร์ไดโอด;
- C - เสาเรียงกระแสและบล็อค
ที่สามเป็นตัวเลขบอกพื้นที่แอปพลิเคชันองค์ประกอบ
ที่สี่ - ตัวเลขตั้งแต่ 01 ถึง 99 ระบุหมายเลขลำดับการพัฒนา
นอกจากนี้ยังสามารถใช้การกำหนดเพิ่มเติมกับเคสได้ แต่ตามกฎแล้วจะใช้ในอุปกรณ์และวงจรพิเศษ
เพื่อความสะดวกในการรับรู้ ไดโอดยังสามารถทำเครื่องหมายด้วยสัญลักษณ์กราฟิกต่างๆ เช่น จุดและแถบ ไม่มีตรรกะพิเศษในภาพวาดดังกล่าว นั่นคือ การพิจารณาว่าเป็นไดโอดชนิดใด คุณจะต้องดูตารางการโต้ตอบพิเศษ
ไทรอยด์
องค์ประกอบอิเล็กทรอนิกส์ประเภทนี้ค่อนข้างคล้ายกับไดโอด แต่ทำหน้าที่อื่นๆ และมีการออกแบบเป็นของตัวเอง
ความแตกต่างหลักระหว่างไดโอดกับไตรโอดคือ ขั้วหลังมีสามขั้วและชื่อ "ทรานซิสเตอร์" มักใช้สัมพันธ์กับไดโอด หลักการทำงานขึ้นอยู่กับการควบคุมกระแสในวงจรเอาท์พุตด้วยสัญญาณขนาดเล็ก
ไดโอดและไตรโอด (ทรานซิสเตอร์) ถูกใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แทบทุกชนิด รวมโปรเซสเซอร์
ข้อดีและข้อเสีย
ก่อนสรุป คุณสามารถสรุปข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับไดโอดและทำรายการข้อดีและข้อเสียของไดโอดได้
ข้อดี:
- ไดโอดราคาถูก
- ประสิทธิภาพดีเยี่ยม
- ทรัพยากรการทำงานสูง
- ขนาดเล็ก ทำให้สะดวกในการวางบนไดอะแกรม
- ความเป็นไปได้ของการใช้ไดโอดในกระแสสลับ
ในแง่ลบ บางทีเราสามารถแยกแยะความจริงที่ว่าไม่มีประเภทเซมิคอนดักเตอร์สำหรับไฟฟ้าแรงสูงหลายกิโลโวลต์ดังนั้น คุณจะต้องใช้หลอดไฟรุ่นเก่า นอกจากนี้ การสัมผัสกับอุณหภูมิสูงส่งผลเสียต่อการทำงานและสภาพขององค์ประกอบ
ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับไดโอด
สำเนาชุดแรกใช้ความแม่นยำต่ำ ดังนั้นการแพร่กระจายของลักษณะที่เกิดขึ้นของไดโอดจึงมีขนาดใหญ่มากซึ่งเป็นผลมาจากอุปกรณ์ที่เสร็จแล้วจะต้องเป็นอย่างที่พวกเขาพูดว่า "แยกออก" นั่นคือไดโอดบางตัวในซีรีส์เดียวกันอาจได้รับคุณสมบัติที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง หลังจากการคัดกรอง รายการจะถูกติดฉลากตามลักษณะที่แท้จริงของพวกมัน
ไดโอดที่ทำในเคสแก้วมีคุณสมบัติที่น่าสนใจอย่างหนึ่ง - ความไวต่อแสง กล่าวคือหากอุปกรณ์ซึ่งมีองค์ประกอบดังกล่าวมีฝาปิดเปิดอยู่ แสดงว่าวงจรทั้งหมดสามารถทำงานได้แตกต่างกันในสถานะปิดและเปิด
สรุป
โดยทั่วไป เพื่อให้เข้าใจและเข้าใจวิธีการใช้ไดโอดอย่างถูกต้องและครบถ้วน คุณจำเป็นต้องศึกษาวรรณกรรมเพิ่มเติม ต้องใช้ประสบการณ์ที่เหมาะสมเพื่อกำหนดประเภทขององค์ประกอบด้วยตา สำหรับผู้เริ่มต้น ตารางและคู่มือการทำเครื่องหมายสามารถช่วยได้
อย่างน้อยก็จำเป็นต้องมีความเข้าใจพื้นฐานของกระแสไฟฟ้า คุณสมบัติของกระแสไฟฟ้า แน่นอนว่าเรื่องนี้สอบผ่านที่โรงเรียน แต่ตอนนี้ใครจะจำกฎของโอห์มได้บ้าง
ดังนั้น หากปราศจากความรู้พื้นฐาน การดำดิ่งสู่โลกของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะเป็นปัญหาอย่างมาก
