Tuy có cấu trúc đơn giản nhưng diode bán dẫn đã trở thành tiền đề cho rất nhiều phát minh công nghệ quan trọng. Nó góp mặt trong sự thành công của những chiếc máy tính, điện thoại, máy tính bảng,… Bài viết dưới đây sẽ chia sẻ khái niệm về diode bán dẫn và đưa ra một số loại điốt bán dẫn phổ biến nhất hiện nay.
Diode bán dẫn là gì?
Diode bán dẫn là linh kiện điện tử có khả năng đặc biệt. Chúng có thể đóng vai trò là chất dẫn điện để cho phép dòng điện đi qua theo một chiều. Hoặc cũng có thể ngăn dòng điện đi qua theo chiều ngược lại nhờ tính chất cách điện. Nhờ tính chất này, chúng được sử dụng phổ biến trong việc chỉnh lưu và khuếch đại tín hiệu.
Cấu trúc của diode bán dẫn
Diode bán dẫn có cấu tạo đơn giản. Chúng được tạo nên từ sự kết hợp của các tấm bán dẫn khác nhau. Chất bán dẫn tạo nên diode là then chốt để giúp diode bán dẫn có thể cho phép dòng điện chạy theo một chiều.
Chất bán dẫn
Độ dẫn điện của diode bán dẫn nằm ở mức trung gian. Chúng không dẫn điện tốt như kim loại và cũng không cách điện tốt như cao su. Chất bán dẫn phổ biến nhất được sử dụng là Silicon và Germanium. Chúng có thể ở dạng tinh khiết hoặc có pha với các tạp chất như phốt pho hoặc boron,…
Cấu tạo diode bán dẫn
Mỗi diode bán dẫn được cấu tạo nên nhờ 2 tấm bán dẫn là p và n. Tấm bán dẫn p chứa các lỗ trống giúp cho nó mang điện tích dương. Tấm bán dẫn n thì mang điện tích âm nhờ có chứa các electron tự do. Hai tấm bán dẫn sẽ được đặt tiếp xúc nhau để tạo nên lớp tiếp giáp cho phép xảy ra hiện tượng tái tổ hợp electron và lỗ trống. Diode bán dẫn thường được bọc lại bằng nhựa để cách điện và bảo vệ các bộ phận bên trong.
Các loại diode bán dẫn phổ biến
Những tính chất nổi bật của diode bán dẫn đã giúp cho linh kiện này được ứng dụng rộng rãi trong đời sống. Có nhiều loại diode khác nhau và mỗi loại lại giữ một chức năng riêng biệt. Dưới đây là các loại điốt bán dẫn phổ biến nhất:
Diode chỉnh lưu thông thường
Một trong những chức năng nổi bật nhất của diode bán dẫn là điều chỉnh dòng điện từ xoay chiều sang một chiều. Không khó để lý giải rằng tại sao diode chỉnh lưu lại được sử dụng phổ biến. Loại diode này trong các điều kiện nhất định giúp chuyển dòng điện xoay chiều (AC) thành dòng điện một chiều (DC). Chúng là lựa chọn hàng đầu để sử dụng trong các thiết bị điện tử.
Diode phát sáng (LED)
Khi có dòng điện chạy qua, chất bán dẫn sẽ giúp diode phát sáng. Loại diode phát sáng này thường được dùng cho mục đích chiếu sáng, làm màn hình hiển thị,… Các loại đèn giao thông, đèn LED trang trí,… đều sử dụng diode phát sáng này. Vì kích thước nhỏ gọn nên chúng có độ bền cao và tiết kiệm điện hơn các loại đèn thông thường.
Diode Zener
Diode Zener có chức năng chính là ổn định điện áp trong các mạch điện. Thiết kế của diode Zener giúp chúng chỉ có thể hoạt động trong môi trường phân cực ngược. Khi ở mức điện áp Zener diode này cho phép dòng điện đi qua. Diode Zener có vai trò bảo vệ các linh kiện điện tử khác trước tác động của điện áp biến động.
Diode tín hiệu
Các mạch tín hiệu thường sử dụng diode tín hiệu nhờ khả năng chuyển đổi nhanh, từ đó xử lý tín hiệu tối ưu hơn. Loại diode này được ứng dụng chủ yếu trong các mạch dao động và dùng để khuếch đại tín hiệu. Các thiết bị truyền thông, radio, hay các ứng dụng âm thanh phần lớn đều sử dụng diode tín hiệu.
Diode Laser
Nhờ khả năng phát ra tia laser, diode laser có thể được sử dụng nhiều trong các thiết bị đọc chuyên dụng như đọc CD/DVD. Tính ứng dụng của diode Laser còn mở rộng các lĩnh vực quan trọng khác như truyền thông quang học hay y tế. Diode Laser có kích thước nhỏ gọn nhưng hiệu suất hoạt động cao.
Diode quang
Hoạt động theo nguyên lý của hiệu ứng quang điện, diode quang có khả năng tạo ra dòng điện khi có ánh sáng chiếu vào. Diode quang là loại diode hoạt động ở chế độ phân cực ngược giúp chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện. Chúng được ứng dụng nhiều nhất trong các thiết bị cảm biến ánh sáng, camera, trong y tế,…
Diode Schottky
Diode Schottky có cấu tạo đặc biệt hơn các loại diode khác với sự kết hợp của một kim loại quý và chất bán dẫn loại n. Chúng thường được gọi là diode tiếp giáp kim loại – bán dẫn. Khả năng chuyển đổi giữa trạng thái ngắt và dẫn điện của diode Schottky nhanh. Chúng có điện áp rơi thấp và có thể chịu dòng điện lớn. Mạch chỉnh lưu, bộ nguồn chuyển đổi,… là các thiết bị có ứng dụng diode Schottky.
Các loại diode bán dẫn đã góp phần rất lớn trong sự phát triển của ngành điện tử hiện đại. Chúng được ứng dụng rộng rãi với đa dạng các mục đích khác nhau. Có thể thấy, việc hiểu rõ về các loại điốt bán dẫn này giúp chúng ta sáng tạo ra thêm nhiều thiết bị có hiệu suất cao và tiết kiệm hơn nữa.
TRIỂN LÃM QUỐC TẾ NGÀNH VI MẠCH BÁN DẪN VIỆT NAM 2024
📍Địa điểm: Trung tâm Hội chợ & Triển lãm Sài Gòn SECC
🗓 Thời gian: 31/10 – 02/11/2024