Categories: อุปกรณ์อิเล็คทรอนิคส์

ไดโอด (Diode)

    สวัสดีครับเพื่อนๆ  สำหรับในวันนี้ผมได้นำความรู้ของอุปกรณ์อิเล็คทรอนิคส์ชิ้นเล็กๆที่มีความสำคัญอีกชิ้นหนึ่ง  ที่มีบทบาทในการทำงานต่อวงจรอิเล็คทรอนิคส์อย่างมากเช่นกัน  และเป็นต้นฉบับในการนำมาสร้างเป็นสร้างกึ่งตัวนำประเภทต่างๆ เช่นทรานซิสเตอร์ แบบต่างๆ เป็นต้น
  • ไดโอด(Diode) ถือเป็นอิเล็กทรอนิกส์ชนิดหนึ่ง ที่จำกัดทิศทางการไหลของประจุไฟฟ้า มันจะยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลในทิศทางเดียว และกั้นการไหลในทิศทางตรงกันข้าม ดังนั้นจึงอาจถือว่าไดโอดเป็นวาล์วตรวจสอบแบบอิเล็กทรอนิกส์อย่างหนึ่ง ซึ่งนับเป็นประโยชน์อย่างมากในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เช่น ใช้เป็นเรียงกระแสไฟฟ้าในวงจรภาคจ่ายไฟ เป็นต้น
  • ไดโอดตัวแรกเป็นอุปกรณ์หลอดสูญญากาศ (vacuum tube หรือ valves) แต่ทุกวันนี้ไดโอดที่ใช้ทั่วไปส่วนใหญ่ผลิตจากสารกึ่งตัวนำ เช่น ซิลิกอน หรือ เจอร์เมเนียม
  • ไดโอดเป็นอุปกรณ์ที่ทำจากสารกึ่งตัวนำ p-n สามารถควบคุมให้กระแสไฟฟ้าจากภายนอกไหลผ่านตัวมันได้ทิศทางเดียว ไดโอดประกอบด้วยขั้ว 2 ขั้ว คือ แอโนด (Anode; A) ซึ่งต่ออยู่กับสารกึ่งตัวนำชนิด p และ แคโธด (Cathode; K) ซึ่งต่ออยู่กับสารกึ่งตัวนำชนิด n

  • ประเภทของไดโอด

  • ซีเนอร์ไดโอด (Zener Diode)

  • ซี เนอร์ไดโอดเป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่นำกระแสได้เมื่อได้รับไบอัสกลับ และระดับแรงดันไบอัสกลับที่นำซีเนอร์ไดโอดไปใช้งานได้เรียกว่า ระดับแรงดันพังทลายซีเนอร์ (Zener Breakdown Voltage ; Vz) ซีเนอร์ไดโอดจะมีแรงดันไบอัสกลับ (Vr)น้อยกว่า Vz เล็กน้อย ไดโอดประเภทนี้เหมาะที่จะนำไปใช้ควบคุมแรงดันที่โหลดหรือวงจรที่ต้องการแรง ดันคงที่ เช่น ประกอบอยู่ในแหล่งจ่ายไฟเลี้ยง หรือโวลเทจเรกูเลเตอร์

  • ไดโอดวาแรกเตอร์หรือวาริแคป (Varactor or Varicap Diode)

  • ได โอดวาแรกเตอร์หรือวาริแคปเป็นไดโอดที่มีลักษณะพิเศษ คือ สามารถปรับค่าคาปาซิแตนซ์เชื่อมต่อ (Ct) ได้โดยการปรับค่าแรงดันไบอัสกลับ ไดโอดประเภทนี้มีโครงสร้างเหมือนกับไดโอดทั่วไป ขณะแรงดันไบอัสกลับ (Reverse Bias Voltage ; Vr) มีค่าต่ำ Depletion Region จะแคบลงทำให้ Ct ครงรอบต่อมีค่าสูง แต่ในทางตรงข้ามถ้าเราปรับ Vr ให้สูงขึ้น Depletion Region จะขยายกว้างขึ้น ทำให้ Ct มีค่าต่ำ จากลักษณะดังกล่าว เราจึงนำวาริแคปไปใช้ในวงจรปรับความถี่ เช่น วงจรจูนความถี่อัตโนมัติ (Automatic Fine Tunning ; AFC) และวงจรกรองความถี่ซึ่งปรับช่วงความถี่ได้ตามต้องการ (Variable Bandpass Filter) เป็นต้น

  • แอลอีดี (Light Emitting Diode ; LED)

  • LED เป็นไดโอดที่ใช้สารประเภทแกลเลี่ยมอาร์เซ็นไนต์ฟอสไฟต์ (Gallium Arsenide Phosphide ; GaAsP) หรือสารแกลเลี่ยมฟอสไฟต์ (Gallium Phosphide ; GaP) มาทำเป็นสารกึ่งตัวนำชนิด p และ n แทนสาร Si และ Ge สารเหล่านี้มีคุณลักษณะพิเศษ คือ สามารถเรืองแสงได้เมื่อได้รับไบอัสตรง การเกิดแสงที่ตัว LED นี้เราเรียกว่า อิเล็กโทรลูมินิเซนต์ (Electroluminescence) ปัจจุบันนิยมใช้ LED แสดงผลในเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ เช่น เครื่องคิดเลข,นาฬิกา เป็นต้น

  • โฟโตไดโอด (Photo Diode)

  • โฟ โตไดโอด เป็นไดโอดที่อาศัยแสงจากภายนอกผ่านเลนซ์ ซึ่งฝังตัวอยู่ระหว่างรอยต่อ p-n เพื่อกระตุ้นให้ไดโอดทำงาน การต่อโฟโตไดโอดเพื่อใช้งานจะเป็นแบบไบอัสกลับ ทั้งนี้เพราะไม่ต้องการให้โฟโตไดโอดทำงานในทันทีทันใด แต่ต้องการให้ไดโอดทำงานเฉพาะเมื่อมีปริมาณแสงสว่างมากพอตามที่กำหนดเสีย ก่อน กล่าวคือ เมื่อเลนซ์ของโฟโตไดโอดได้รับแสงสว่างจะเกิดกระแสรั่วไหล ปริมาณกระแสรั่วไหลนี้เพิ่มขึ้นตามความเข้มของแสง

  • ไดโอดกำลัง (Power Diode)

  • ได โอดกำลัง เป็นไดโอดที่ออกแบบให้บริเวณรอยต่อมีช่วงกว้างมากกว่าไดโอดทั่วไป เพื่อนำไปใช้กับงานที่มีกำลังไฟฟ้าสูง กระแสสูงและทนต่ออุณหภูมิสุงได้ เช่น ประกอบเป็นวงจรเรียงกระแส ในอิเล็กทรอนิกส์กำลัง เป็นต้น จะเห็นได้ว่าเมื่อพิกัดกระแสไฟฟ้ามีค่าหลายร้อยแอมป์ ทำให้ไดโอดมีอุณหภูมิขณะทำงานสูง โดยทั่วไปจึงนิยมใช้ร่วมกับตัวระบายความรัอน (Heat Sinks)เพื่อเพิ่มพื้นที่ระบายความรัอนภายในตัวไดโอดกำลัง

  • ไดโอดในทางอุดมคติ

  • ได โอดในอุดมคติ (Ideal Diode) มีลักษณะเหมือนสวิตช์ที่สามารถนำกระแสไหลผ่านได้ในทิศทางเดียว ถ้าต่อขั้วแบตเตอรี่ให้เป็นแบบไบอัสตรงไดโอดจะเปรียบเป็นเสมือนกับสวิตช์ที่ ปิด (Close Switch) หรือไดโอดลัดวงจร (Short Circuit) Id ไหลผ่านไดโอดได้ แต่ถ้าต่อขั้วแบตเตอรีแบบไบอัสกลับ ไดโอดจะเปรียบเป็นเสมือนสวิตช์เปิด (Open Switch) หรือเปิดวงจร (Open Circuit) ทำให้ Id เท่ากับศูนย์

  • ไดโอดในทางปฏิบัติ

  • ได โอดในทางปฏิบัติ (Practical Diode) มีการแพร่กระจายของพาหะส่วนน้อยที่บริเวณรอยต่ออยู่จำนวนหนึ่ง ดังนั้น ถ้าต่อไบอัสตรงให้กับไดโอดในทางปฏิบัติก็จะเกิด แรงดันเสมือน (Ge >= 0.3V ; Si >= 0.7V) ซึ่งต้านแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายเพื่อการไบอัสตรง ขนาดของแรงดันเสมือนจึงเป็นตัวบอกจุดทำงาน ดังนั้น จึงเรียก “แรงดันเสมือน” อีกอย่างหนึ่งว่า “แรงดันในการเปิด” (Turn-on Voltage ; Vt )
  • กรณี ไบอัสกลับ เราทราบว่า Depletion Region จะขยายกว้างขึ้น แต่ก็ยังมีพาหะข้างน้อยแพร่กระจายที่รอยต่ออยู่จำนวนหนึ่ง แต่ก็ยังมีกระแสรั่วไหลอยู่จำนวนหนึ่ง เรียกว่า กระแสรั่วไหล (Leakage Current) เมื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าขึ้นเรื่อยๆ กระแสรั่วไหลจะเพิ่มขึ้นจนถึงจุดทีไดโอดนำกระแสเพิ่มขึ้นมาก ระดับกระแสที่จุดนี้ เรียกว่า “กระแสอิ่มตัวย้อนกลับ” (Reverse Saturation Current ; Is ) แรงดันไฟฟ้าที่จุดนี้ เรียกว่า แรงดันพังทลาย (Breakdown Voltage) และถ้าแรงดันไบอัสสูงขึ้นจนถึงจุดสูงสุดที่ไดโอดทนได้ เราเรียกว่า “แรงดันพังทลายซีเนอร์” (Zener Breakdown Voltage ; Vz) ถ้าแรงดันไบอัสกลับสูงกว่า Vz จะเกิดความร้อนอย่างมากที่รอยต่อของไดโอด ส่งผลให้ไดโอดเสียหายหรือพังได้ แรงดันไฟฟ้าที่จุดนี้เราเรียกว่า แรงดันพังทลายอวาแลนซ์ (Avalance Breakdown Voltage) ดังนั้น การนำไดโอดไปใช้งานจึงใช้กับการไบอัสตรงเท่านั้น
  •
admin

Leave a Comment
Share
Published by
admin
Tags: diodescrtransistorZener diodeสารกึ่งตัวนำไดโอด
15 years ago

Recent Posts

SPI Flash ROM ที่เครื่องFlash PCB50 สามารถเขียนได้

เบอร์ของ SPI Flash ROM ที่มีใช้ๆกัน ในทุกๆ อุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้า อิเล็คทรอนิคส์ รวมถึงโน๊ตบุ๊ค tablet ,Desktop PC , Mobile SPI…

12 years ago

โน๊ตบุ๊คเปิดแล้วดับเอง #ตอนที่ 2 (วิธีการตรวจวัดความร้อนโน๊ตบุ๊คตัวเก่งของเรา)

สวัสดีครับเพื่อนสมาชิกชาว repair-notebook.com ทุกท่านครับ  เคยตั้งคำถามกันใช่ไม๊ครับว่า "ทำไมเครื่องโน๊ตบุ๊คของเราเวลาที่ถูกใช้ไปนานๆ หรือเวลาที่เล่นเกมส์ที่ใช้กราฟฟิคสูงๆ  บางทีเครื่องก็ดับไปเองเลย..." สาเหตุหลักๆเลยครับ... คือเรื่องของการระบายความร้อนของเครื่องโน๊ตบุ๊คของเรา ดังที่ผมได้เคยเขียนบทความเกี่ยวกับ โน๊ตบุ๊คเปิดแล้วดับเอง ตอนที่ 1 (ปัญหาจากความร้อน) สำหรับในตอนที่…

12 years ago

เมื่อวงจรภาคไฟแหล่งจ่ายมีการช้อตเกิดขึ้น

สวัสดีครับเพื่อนๆสมาชิกชาว repair-notebook.com ทุกท่า   วันนี้ผมได้ update ความรู้ในเรื่องของการใช้เครื่องมือสักเรื่องนะครับ  อุปกรณ์ชิ้นนี้คือ Regulator Atten APS3005S ในฐานะที่เราเป็นช่างซ่อมโน๊ตบุ๊ค  เมื่อเราต้องการจะจ่ายกระแสไฟเข้าสู่เมนบอร์ดของโน๊ตบุ๊คเพื่อทดสอบการทำงาน  แต่ปรากฏว่าเมื่อทำการเสียบสายของ อะแดปเตอร์เข้าไปแล้ว…

12 years ago

USB notebook เสียใช้ไม่ได้ เสียบาง port เสียทุก port จะซ่อมกันยังไง(ตอนที่ 2) RT9711 Power switches

สวัสดีครับเพื่อนๆชาว repair-notebook.com ทุกท่าน เช้าวันเสาร์ที่ 12/05/2555 ผมได้นำความรู้มาแนะนำกันอย่างเช่นเคยครับ  บทความในวันนี้เป็นเรื่องของ อุปกรณ์อิเล็คทรอนิคส์เล็กตัวหนึ่งที่อยู่บนบอร์ดของโน๊ตบุ๊ค  ซึ่งเพื่อนสมาชิกช่างใหม่ ช่างเก่า หรือท่านผู้สนใจทุกท่านอาจจะไม่ได้ให้ความสนใจกับเจ้าตัวนี้กันซะเท่าไหร่   แต่วันนี้ต้องขอนำมากล่าวตรงนี้เพราะว่า อาการที่เกิดขึ้นกับโน๊ตบุ๊คของเพื่อนๆนั้นก็คือ "USB…

12 years ago

CMOS Battery รูปแบบต่างๆที่อยู่ในโน๊ตบุ๊ค

เราทราบกันดีอยู่แล้วครับว่า ระบบปฏิทินวันที่ และค่าความจำพื้นฐานที่เราได้ทำการตั้งค่าใน BIOS นั้น จะถูกเก็บไว้ในส่วนของหน่วยความจำของชิพ ซึ่งมี CMOS Battery จ่ายกระแสเลี้ยงตลอดเวลา ซึ่งรวมถึงในขณะที่เครื่องไม่ได้ถูกใช้งานด้วย ซึ่งจะทำให้ระบบความจำ หรือการโปรแกรมตารางนัดหมาย การจัดการในระบบ เพื่อให้เป็นไปตามช่วงเวลาในแต่ละช่วงๆ…

12 years ago

ขั้วถ่าน CMOS Battery โน๊ตบุ๊ค ตระกูล DV2000

สวัสดีครับเพื่อนๆสมาชิกชาว repair-notebook.com ทุกท่าน วันนี้นั่งทำงานซ่อมอยู่ก็เลยนึกจะเขียนบทความขึ้นมาให้เป็นความรู้แก่ทุกท่านสักบทความนึง...ตามองไปเห็นบอร์ด DV2000 ซึ่งคิดอยู่ว่าเดี๋ยวจะนำขึ้นมาทดสอบการทำงาน เปิดเครื่องดูว่ายัง"เปิดติดมีภาพอยู่หรือเปล่า" ก็สังเกตุเห็นว่าถ่าน Cmos ของบอร์ดหายไป  ก็คิดจะหยิบถ่าน CMOS ก้อนอื่นมาใส่ ก็ต้องหยุดคิดอยู่นิดนึงว่า"แล้วทำไมขั้วของ DV2000…

12 years ago