Chức năng của điốt trong mạch điện là gì ?
Chức năng của điốt trong mạch điện
Chỉnh lưu
- Điốt chỉnh lưu dùng để chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành dòng điện một chiều (DC). Chúng rất hữu ích trong các bộ nguồn.
- Điốt chỉnh lưu thông thường hoạt động tốt ở tần số 50/60Hz. Các loại điốt Schottky/phục hồi nhanh có thể xử lý tần số MHz.
Điều chế/giải điều chế
- Điốt giải điều chế thực hiện chỉnh lưu ở tần số cao, thậm chí trong vùng sóng cực ngắn (microwave). Chúng có thể khôi phục tín hiệu âm thanh từ tín hiệu RF điều chế biên độ (AM).
- Điốt trộn tín hiệu hữu ích cho việc trộn tần số, do đặc tính phi tuyến của chúng.
Chuyển mạch
- Điốt chuyển mạch có thể được dùng làm công tắc cho tín hiệu RF. Bằng cách điều chỉnh điện áp DC, điốt có thể chặn hoặc dẫn tín hiệu RF.
Ổn áp
- Điốt Zener phá vỡ ở một điện áp xác định, hữu ích làm tham chiếu điện áp hoặc thiết bị bảo vệ. Không phải tất cả điốt Zener đều sử dụng hiệu ứng Zener, một số dùng đột phá tia lũ hoặc cả hai.
Điều chỉnh dung kháng
- Điốt varicap/varactor thể hiện sự thay đổi điện dung rộng khi phân cực ngược với các điện áp khác nhau. Chúng hữu ích trong mạch điều chỉnh và điều chế FM.
Dao động
- Điốt hầm/Esaki có thể được sử dụng làm dao động tần số cao (sóng cực ngắn).
Cảm biến
- Điốt PIN, pin quang điện, LED cũng là những loại điốt đặc biệt có thể dùng làm cảm biến ánh sáng, nhiệt độ.
Ngoài ra, điốt còn được dùng trong các mạch logic, bảo vệ ngược cực, hạn dòng, chỉ thị, v.v. Tóm lại, điốt đóng vai trò quan trọng và đa dạng trong các mạch điện tử hiện đại.
Ví dụ minh họa về Chức năng của diode
Giả sử bạn đang sử dụng một tế bào quang điện để sạc pin, và mạch điện của bạn bao gồm: một tế bào quang điện, một điện trở và một pin. Trên thực tế, đây không phải là một cách tốt để sạc pin, nhưng nó sẽ minh họa cho vấn đề. Tôi sẽ giữ nó đơn giản nhất có thể.
Nếu bạn kết nối một điện trở với pin, điện trở sẽ chuyển đổi dòng điện của pin (một dòng electron) thành nhiệt. Điện trở sẽ nóng lên khi pin phóng điện qua nó.
Nếu bạn kết nối tế bào quang điện với điện trở và pin (tất cả nối tiếp), thì một phần dòng điện đến pin sẽ bị mất qua điện trở khi tế bào quang điện không bị bão hòa bởi các photon. Khi ánh sáng biến mất, điện trở và tế bào quang điện sẽ bắt đầu tiêu hao pin (chuyển năng lượng thành nhiệt). Điều này xảy ra vì dòng điện có thể di chuyển tự do qua mạch theo bất kỳ hướng nào, qua nhiều loại linh kiện.
Điốt ngăn chặn sự di chuyển không hạn chế của các electron theo một hướng nhất định và về cơ bản biến mạch điện thành một đường một chiều, do đó ngăn pin mất dòng điện vào điện trở và tế bào quang điện. Điện trở giới hạn dòng điện từ tế bào quang điện đến pin (dòng điện quá mức + pin = nguy cơ cháy nổ hoặc hư hỏng pin). Điốt ngăn các electron di chuyển qua điện trở và tế bào quang điện khi nó không được chiếu sáng. Một điốt được sử dụng theo cách này được gọi là điốt chặn.
Dưới đây, chúng ta thấy hai mạch điện bao gồm một pin, một điốt và một điện trở. Ở bên trái, điốt được định hướng sao cho dòng điện từ pin có thể chảy (được minh họa bằng đường nét đứt màu vàng). Ở bên phải, điốt bị đảo ngược và không có dòng điện nào có thể chảy.
Quay trở lại ứng dụng tế bào quang điện: trong hình ảnh dưới đây, điốt cho phép dòng điện di chuyển từ tấm pin đến pin, nhưng không theo hướng ngược lại.
Bạn hầu như chắc chắn sử dụng điốt ở một số khả năng mỗi ngày, đặc biệt nếu bạn sử dụng máy tính . Mặc dù bạn có thể nghĩ rằng bạn hiếm khi nhìn thấy điốt, nhưng LED thực sự là một điốt (Điốt phát quang). Nhưng ngay cả khi không xem xét đến LED, điốt vẫn ở khắp mọi nơi.
Một ứng dụng cực kỳ phổ biến khác của nó là sử dụng làm bộ chỉnh lưu. Tôi đã thảo luận về bộ chỉnh lưu một chút ở đây, nhưng đây là phiên bản nhanh hơn:
Vì điốt chỉ cho phép dòng điện theo một hướng, khi dòng điện xoay chiều (AC) đi qua điốt, chỉ phần điện áp dương hoặc âm của sóng sin được cho phép đi qua, nhưng không phải cả hai. Điều này có nghĩa là chúng ta có thể hiệu quả chuyển đổi AC thành DC (dòng điện một chiều) bằng cách sử dụng các điốt được sắp xếp thành một bộ chỉnh lưu toàn sóng (thường là một bộ chỉnh lưu cầu).
