bloodgirl
ดู Blog ทั้งหมด

ไดโอด .. Diode

เขียนโดย bloodgirl



Di ode
ไดโอดผลึก:



วัตถุกึ่งตัวนำแบบ N-type
เกิดจากการเอาสารเยอรมาเนียมบริสุทธิ์ ซึ่งไม่ยอมให้ไฟฟ้าผ่าน ผสมกับธาตุสารหนู การผสมนี้ต้องมีอัตราส่วนพอเหมาะ ถ้าผสมมากหรือน้อยเกินไป ก็จะไม่เกิดสารกึ่งตัวนำ ผสมแล้วจะมีอิเล็กตรอนเกินมา เพื่อให้นำ กระแสได้บ้าง 


วัตถุกึ่งตัวนำแบบ P-type
เกิดจากการเอาสารเยอรมาเนียมบริสุทธิ์ผสมกับธาตุโบรอน ในอัตราส่วนที่พอเหมาะ สารที่เอามาเติมกับสารเยอรมาเนียมนี้ เราเรียกว่า สารอสุทธิ (IMPURITY) สาร P-type นี้ ผสมแล้วอิเล็กตรอนของเยอรมาเนียมจะหายไป 1 ตัว เพราะไปอยู่กับโบรอน เยอรมาเนียมเกิดการขาดอิเล็กตรอน จึงมีประจุบวกมากกว่าประจุลบ ถ้าเราเอาผลึกเยอรมาเนียม ชนิด P กับ N มาเชื่อมตามแนว AB (ดังรูป) เราจะเรียกว่า ไดโอดผลึก (Crystal diode) ซี่งมีคุณสมบัติการ นำไฟฟ้า แบบกึ่งตัวนำ 






รูป ก. ยังไม่สับสวิทซ์ ยังไม่มีอะไรเกิดขึ้น

รูป ข. อิเล็กตรอนจาก N-type ถูกผลัก ผ่านแนว AB ไปสู่ P-type ที่ขาด อิเล็กตรอน เมื่อถูกผลักจากขั้วลบ และถูกดูดจากขั้วบวก อิเล็กตรอนจึงกระโดดไปเรื่อยๆ นั่นคือ เกิดกระแสไฟฟ้าไหล

รูป ค. เอา P-type กับขั้วลบ และ N-type กับขั้วบวก ขั้วบวกดูดอิเล็กตรอน มาออกันอยู่อีกฝั่งหนึ่ง ข้ามไปหา P-type ไม่ได้ จึงไม่มีกระแสไหล
แนว AB ในข้อ ข. เรียกว่า ขั้วความต้านทานต่ำ (low resistance barrier)
แนว AB ในข้อ ค. เรียกว่า ขั้วความต้านทางสูง (high resistance barrier)





ไดโอดเป็นส่วนสำคัญส่วนหนึ่งของวงจรอิเลคทรอนิคส์ทั่วไปในสมัยก่อนไดโอดมักจะเป็นแบบหลอดสูญญากาศ ปัจจุบันความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเป็นไปอย่างรวดเร็วทำให้สิ่งประดิษฐ์ชนิดใหม่ ซึ่งทำด้วยสารกึ่งตัวนำได้เข้ามาแทนที่หลอดสูญญากาศ ไดโอดที่ทำมาจากสารกึ่งตัวนำมีสองขั้วและมีขนาดเล็กใช้งานได้ง่าย 





ไดโอดที่ทำจากสารกึ่งตัวนำแบ่งได้ตามชนิดของเนื้อสารที่ใช้ เช่น เป็นชนิดเยอรมันเนียม หรือเป็นชนิดซิลิกอน นอกจากนี้ไดโอดยังแบ่งตามลักษณะตามกรรมวิธีที่ผลิตคือ 


1. ไดโอดชนิดจุดสัมผัส (Point-contact diode) ไดโอดชนิดนี้เกิดจากการนำสารเยอรมันเนียมชนิด N มาแล้วอัดสายเล็ก ๆ ซึ่งเป็นลวดพลาตินั่ม (Platinum) เส้นหนึ่งเข้าไปเรียกว่า หนวดแมว จากนั้นจึงให้กระแสค่าสูง ๆ ไหลผ่านรอยต่อระหว่างสายและผลึก จะทำให้เกิดสารชนิด P ขึ้นรอบ ๆ รอยสัมผัสในผลึกเยอรมันเนียมดังรูป 


ไดโอดชนิดจุดสัมผัส


2. ไดโอดชนิดหัวต่อ P-N (P-N junction diode) เป็นไดโอดที่สร้างขึ้นจากการนำสารกึ่งตัวนำชนิด N มาแล้วแพร่อนุภาคอะตอมของสารบางชนิดเข้าไปในเนื้อสาร P ขึ้นบางส่วน แล้วจึงต่อขั้วออกใช้งาน ไดโอดชนิดนี้มีบทบาทในวงจรอิเลคทรอนิคส์ และมีที่ใช้งานกันอย่างแพร่หลาย

 

ไดโอดชนิดหัวต่อ P-N 





ไดโอดที่ใช้ในวงจรมีสัญลักษณ์ เป็นรูปลูกศรมีขีดขวางไว้ดังรูป

ตัวลูกศรเป็นสัญญลักษณ์แทนสารกึ่งตัวนำชนิด P ซึ่งเป็นขั้วอาโนด (ขั้วบวก) ของไดโอด ลูกศรจะชี้ในทิศทางที่โฮลเคลื่อนที่ ส่วนขีดคั่นเป็นสารกึ่งตัวนำชนิด N ซึ่งเป็นขั้วคาโถด (ขั้วลบ) ดังนั้นเราจะสามารถพิจารณาว่า ไดโอดถูกไบแอสตรงหรือไบแอสกลับได้ง่าย ๆ โดยพิจารณาดูว่าถ้าขั้วอาโนดมีศักดาไฟฟ้าเป็นบวกมากกว่าราคาโถดแล้ว ไดโอดจะถูกไบแอสตรง ถ้าขั้วอาโนดมีศักดาไฟฟ้าเป็นบวกน้อยกว่า คาโถดก็แสดงว่าไดโอดถูกไบแอสกลับ





เปรียบเทียบลักษณะสมบัติของไดโอดเมื่อไบแอสตรงและไบแอสกลับ 

 ไบแอสตรง
 
1. มีกระแสไหลผ่านไดโอด
2. ถือว่าไดโอดมีความต้านทานน้อยมาก
3. โดยทั่วไปถือว่าไดโอดลัดวงจร

ไบแอสกลับ
1. มีกระแสไหลผ่านไดโอด 
2. ถือว่าไดโอดมีความต้านทานสูงมาก 
3. โดยทั่วไปถือว่าไดโอดเปิดวงจร  



 ลักษณะสมบัติของไดโอดอุดมคติ

 

ความคิดเห็น

ความคิดเห็นที่ 1

อธิบายยากจังคับ แต่ค่อนข้างละเอียด