D (I iode) òng điện thuận có chiều
t x Nếu diode còn ố hì nó không dẫn điện heo chiều ngược ừ cahode sang anode.
Nếu diode còn tốt thì nó không dẫn điện theo chiều ngược từ cathode sang anode. Thực tế là vẫn tồn tại dòng ngược nhưng rất nhỏ. Mọi diode chỉnh lưu đều không dẫn điện theo chiều ngược nhưng nếu điện áp ngược quá lớn (V
BR là ngưỡng chịu đựng của breakdown Voltage), dòng điện qua diode tăng nhanh và đánh thủng diode. Khi sử dụng diode ta cần lưu í:
* Dòng điện thuận qua diode không được lớn hơn giá trị tối đa cho phép.
a) b)
* Điện áp phân cực ngược (tức U
KA) không được lớn hơn ngưỡng đánh thủng U
BR
của diode.
+Đặc tuyến vôn-ampe
Đặc tuyến VA của một diode là đường biểu diễn của hàm số If U , mô tả quan hệ giữa dòng điện qua diode theo điện áp U
AKđặt vào nó.
Nhìn vào đặc tuyến, ta thấy khi phân cực thuận dòng điện tăng nhanh theo điện áp, đến điện áp
ngưởng điện áp hầu như đứng yên còn dòng điện tiếp tục tăng.
Khi phân cực nghịch, dòng điện tăng rất ít, và bằng dòng điện trôi I
0. Nếu ta tiếp tục tăng điện áp phân cực ngược đến điện áp ngược cực đại do nhà sản xuất ghi ở sách tra cứu, thì dòng điện ngược sẽ tăng vọt và sẽ đánh thủng tiếp giáp. Khi sử dụng ta không được vượt qua điện áp này.
Diode chỉnh lưu (rectification) được dùng trong các nguồn cung cấp (power supply), biến đổi điện áp xoay chiều 50Hz (60Hz) thành điện áp một chiều ổn định, nhằm cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử. Dùng nguồn điện một chiều như pin, accu y, máy phát điện một chiều... rất tốn kém và cồng kềnh, vì vậy, ta thường cung cấp cho máy bằng nguồn điện lưới, bằng cách dùng các bộ chỉnh lưu và lọc điện.
Hình 48: Chỉnh lưu nửa chu kì Hình 49:Chỉnh lưu cả chu kì
6.1.2. Diode ổn áp (Diode Zener)
6.1.2.1. Ký hiệu:Diode Zener có ký hiệu như hình 25a và vỏ ngoài như hình 25bHình 24. Đặc tuyến VA của diode chỉnh lưu Hình 24. Đặc tuyến VA của diode chỉnh lưu
Nhánh thuận
Nhánh nghịch
Ith
Ung
6.1.2.2. Đặc tuyến vôn-ampe
Như đã khảo sát ở phần trước, khi điện thế phân cực nghịch của diode lớn, những hạt tải điện sinh ra dưới tác dụng nhiệt bị điện trường mạnh trong vùng nghèo tăng tốc và phá vỡ các nối hoá trị trong chất bán dẫn. Cơ chế này cứ chồng chất và sau cùng ta có dòng điện ngược rất lớn. Ta nói diode đang ở trong vùng bị phá huỷ theo hiện tượng tuyết đổ
(avalanche breakdown) và đánh thủng tiếp giáp P-N.
Kiểu đánh thủng khác là do sự phá huỷ trực tiếp các nối hoá trị dưới tác dụng của điện trường. Sự đánh thủng này có tính hoàn nghịch, nghĩa là khi đi ện trường hết tác dụng thì các nối hoá trị được lập lại, ta gọi hiện tượng này là hiệu ứng Zener, được ứng dụng để chế tạo các diode ổn áp còn gọi là diode Zener (còn gọi là diode đánh thủng, diode ổn áp).
Bằng cách thay đổi nồng độ tạp chất, người ta có thể chế tạo được các diode Zener có điện thế Zener khoảng vài volt đến hàng trăm volt, trong các mạch điện tử thường từ 5V đến 12V. Vì hoạt động ở vùng zener nên diode Zener chỉ làm việc khi phân cực nghịch, điện thế ngang qua diode gần như không thay đổi trong khi dòng điện qua nó biến thiên một khoảng rộng. (Hình 3.18). Nếu phân cực thuận, đặc tuyến của diode Zener giống hệt diode chỉnh lưu và không có tác dụng ổn áp.
a) b)
Dùng diode zener, với những biện pháp đơn giản ta có thể ổn định điện áp trong khoảng từ 3V đến 300V
6.1.3. Diode biến dung
+Ký hiệu:Diode biến dung có ký hiệu như hình 28
Diode biến dung cũng đư ợc chế tạo từ tiếp giáp P-N, tuy nhiên người ta pha tạp chất vào khá đặc biệt dể lợi dụng tính chất điện dung của tiếp giáp, cũng như diode zener hoạt động ở đoạn đặc tuyến nghịch. Khi ta thay đổi điện áp phân cực nghịch vào diode thì điện dung của nó thay đổi. Các thông số của Diode biến dung là điện áp phân cực nghịch: V