Toàn quốc Công dụng của điôt bán dẫn trong mạch điện tử và ứng dụng thực tế hiện nay

Trong các mạch điện và mạch điện tử hiện nay, điôt bán dẫn là một trong những linh kiện được sử dụng phổ biến nhất nhờ tính ứng dụng cao và cấu tạo đơn giản. Công dụng của điôt bán dẫn không chỉ dừng lại ở việc cho dòng điện đi theo một chiều mà còn đóng vai trò quan trọng trong chỉnh lưu, ổn áp, bảo vệ mạch và phát quang. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về công dụng của điôt bán dẫn, sự khác nhau giữa điôt chỉnh lưu và điôt ổn áp, cũng như cấu tạo và tác dụng của từng loại điôt trong thực tế.

Công dụng của điôt bán dẫn trong các mạch điện hiện nay

Điôt bán dẫn là linh kiện điện tử thụ động phi tuyến, được cấu tạo từ vật liệu bán dẫn và chỉ cho phép dòng điện đi qua theo một chiều nhất định. Đây chính là đặc tính quan trọng nhất làm nên công dụng của điôt bán dẫn trong các hệ thống điện – điện tử.

​

Trong điều kiện phân cực thuận, dòng điện dễ dàng đi qua điôt từ cực dương sang cực âm. Ngược lại, khi phân cực ngược, điôt gần như không cho dòng điện đi qua. Nhờ đặc tính này, điôt bán dẫn được sử dụng rộng rãi để ngăn dòng điện ngược, bảo vệ linh kiện và thiết bị trong mạch điện.

Một trong những công dụng nổi bật nhất của điôt bán dẫn là chỉnh lưu dòng điện, tức biến đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành dòng điện một chiều (DC). Hầu hết các thiết bị điện tử như bộ nguồn, sạc pin, mạch điều khiển đều cần nguồn điện một chiều để hoạt động ổn định. Vì vậy, điôt bán dẫn gần như không thể thiếu trong các mạch nguồn.

Ngoài ra, công dụng của điôt bán dẫn còn thể hiện rõ trong việc:

• Bảo vệ mạch điện khỏi hiện tượng dòng điện ngược hoặc điện áp ngược.
• Hạn chế và ổn định điện áp trong các mạch điện tử.
• Tạo tín hiệu xung, tách sóng, kẹp điện áp trong các mạch xử lý tín hiệu.
• Phát sáng trong các hệ thống chiếu sáng và hiển thị thông qua điôt LED.

Chính nhờ sự đa dạng trong ứng dụng mà điôt bán dẫn được sản xuất với nhiều chủng loại và thông số khác nhau để đáp ứng nhu cầu sử dụng ngày càng cao.

Chức năng của điôt ổn áp khác điôt chỉnh lưu ở chỗ nào?

Khi tìm hiểu về công dụng của điôt bán dẫn, nhiều người thường nhầm lẫn giữa điôt chỉnh lưu và điôt ổn áp (điôt Zener). Thực tế, hai loại điôt này có nguyên lý hoạt động và mục đích sử dụng hoàn toàn khác nhau.

Điôt chỉnh lưu là loại điôt được sử dụng phổ biến nhất trong các mạch nguồn. Chức năng chính của điôt chỉnh lưu là cho phép dòng điện đi qua khi phân cực thuận và chặn dòng điện khi phân cực ngược. Điôt chỉnh lưu thường được sử dụng trong:

• Mạch chỉnh lưu bán kỳ (sử dụng 1 điôt).
• Mạch chỉnh lưu toàn kỳ (sử dụng 4 điôt mắc cầu).

Nhờ đó, dòng điện xoay chiều được biến đổi thành dòng điện một chiều để cấp nguồn cho các thiết bị điện tử.

Trong khi đó, điôt ổn áp (điôt Zener) lại hoạt động chủ yếu ở chế độ phân cực ngược và làm việc tại vùng điện áp đánh thủng. Điểm đặc biệt của điôt Zener là khi đạt đến điện áp đánh thủng, nó vẫn hoạt động ổn định mà không bị hư hỏng, trái ngược hoàn toàn với điôt chỉnh lưu thông thường.

Công dụng của điôt bán dẫn Zener là:

• Ổn định điện áp trong mạch điện.
• Bảo vệ mạch khỏi tình trạng quá áp.
• Duy trì điện áp đầu ra không đổi dù điện áp đầu vào có biến động.

Như vậy, sự khác nhau lớn nhất giữa điôt ổn áp và điôt chỉnh lưu nằm ở khả năng làm việc khi bị phân cực ngược. Điôt chỉnh lưu sẽ hỏng nếu bị dòng điện ngược lớn, còn điôt Zener lại tận dụng chính vùng đánh thủng để ổn định điện áp cho mạch.

Cấu tạo của điôt bán dẫn và tác dụng của từng loại điôt

​

Cấu tạo của điôt bán dẫn
Về mặt cấu tạo, điôt bán dẫn được tạo thành từ hai lớp vật liệu bán dẫn loại P và loại N ghép lại với nhau, tạo thành một tiếp giáp P–N. Hai đầu của điôt được đưa ra ngoài thành hai chân:

• Anode (A): cực dương.
• Cathode (K): cực âm.

Vật liệu bán dẫn phổ biến nhất dùng để chế tạo điôt là Silic (Si), ngoài ra còn có Germani (Ge) hoặc Selen tùy theo mục đích sử dụng. Toàn bộ phần tiếp giáp P–N được bảo vệ bởi lớp vỏ cách điện để đảm bảo an toàn và độ bền trong quá trình vận hành.

Tùy theo cấu tạo và cách pha tạp vật liệu, điôt bán dẫn được chia thành nhiều loại khác nhau như: điôt chỉnh lưu, điôt Zener, điôt LED, điôt Schottky… Mỗi loại đều có công dụng riêng trong các mạch điện.

Điôt bán dẫn có tác dụng gì?
Xét theo từng loại cụ thể, công dụng của điôt bán dẫn được thể hiện như sau:

• Điôt chỉnh lưu:
  Tác dụng chính là biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều thông qua các mạch chỉnh lưu bán kỳ hoặc toàn kỳ. Đây là linh kiện quan trọng nhất trong các bộ nguồn và hệ thống cung cấp điện DC.
  
  
• Điôt ổn áp (Zener):
  Có tác dụng giữ điện áp ổn định cho mạch điện, bảo vệ linh kiện khỏi hiện tượng quá áp, giúp hệ thống hoạt động bền bỉ và chính xác hơn.
  
  
• Điôt LED:
  Tác dụng chính là phát sáng khi có dòng điện chạy qua. Điôt LED được sử dụng rộng rãi trong đèn chiếu sáng, màn hình hiển thị, bảng quảng cáo và các thiết bị điện tử dân dụng. Màu sắc ánh sáng của LED phụ thuộc vào vật liệu bán dẫn và công nghệ chế tạo.
  

Nhìn chung, dù ở dạng nào thì công dụng của điôt bán dẫn vẫn đóng vai trò nền tảng trong việc đảm bảo mạch điện hoạt động đúng chức năng, an toàn và hiệu quả.

Công ty TNHH TTTT Global
Địa chỉ: Landmark 4, Vinhomes Central Park, 720A Điện Biên Phủ, P.Thạnh Mỹ Tây, TP.HCM, Việt Nam
Website: ttttglobal.com
Email: info@ttttglobal.com
Điện thoại: 0286 2728334