Chúng ta thường hay nhắc đến các linh kiện điện tử, và trong các bảng mạch này không thể bỏ qua các điôt bán dẫn. Vậy điốt bán dẫn là gì, cấu tạo và chức năng của chúng ra sao? Chúng ta cùng tìm hiểu ngay dưới đây nhé!
Đi ốt bán dẫn là gì?
Điốt bán dẫn là các linh kiện điện tử thụ động và phi tuyến, nó cho phép dòng điện đi qua nó theo một chiều cố định mà không theo chiều ngược lại nhờ các tính chất của các chất bán dẫn.
Hiện nay có rất nhiều loại điốt bán dẫn khác nhau như: điốt chỉnh lưu thông thường, điốt LED, điốt ổn áp…
Cấu tạo của điốt bán dẫn
Điốt bán dẫn được tạo nên từ các chất bán dẫn, trong đó có 2 tấm bán dẫn P và bán dẫn N được ghép lại với nhau và chúng được nối với 2 chân ra là anode và cathode, Trong đó anode là cực dương, cathode là cực âm.
Ngày nay, hầu hết các chất bán dẫn đều được làm từ silic, ngoài ra đôi khi người ta cũng sử dụng các chất bán dẫn như selen và germani.
Nguyên lý hoạt động của điốt bán dẫn
Khối bán dẫn P chứa nhiều lỗ trống tự do mang điện tích dương (+), do vậy nó có xu hướng di chuyển sang khối bán dẫn N ( chứa các điện tử tự do). Cùng lúc đó, tấm bán dẫn N lại truyền các điện tích âm sang khối bán dẫn P. Khi đó khối bán dẫn N thiếu hụt các Electron, dư thừa điện tích dương nên nó nhiễm điện tích dương. Ngược lại khối bán dẫn P lại nhiễm điện âm.
Ở bề mặt tiếp giáp của 2 khối bán dẫn, các điện tích tiến lại gần nhau và mang lại những nguyên tử trung hòa về điện. Quá trình này xảy ra có thể khiến chúng phát ra năng lượng dưới dạng ánh sáng (diot đèn LED) hoặc là bức xạ điện từ ở gần đó.
Tại vị trí tiếp xúc này, các điện tích thường xuyên gặp nhau dễ dàng, không có các điện tích tự do nên đây được gọi là vùng nghèo (depletion region). Đặc điểm của vùng nghèo này đó chính là chúng không dẫn điện tốt. Trừ khi điện áp vùng tiếp xúc được cân bằng bởi điện áp bên ngoài thì nó mới dẫn điện. Và đây cũng chính là nguyên lý hoạt động của điốt bán dẫn.
Nếu chúng ta đặt điện áp bên ngoài ngược với điện áp tiếp xúc, sự khuyếch tán của các điện tử và lỗ trống không bị ngăn trở bởi điện áp tiếp xúc nữa và vùng tiếp giáp dẫn điện tốt. Và nếu như ngược lại thì chúng sẽ không dẫn điện.
Những ứng dụng của điốt bán dẫn trong đời sống
Với khả năng chỉ cho phép dòng điện đi từ anode sang cathode, điốt được sử dụng cho việc chỉnh lưu dòng điện từ dòng xoay chiều sang dòng điện 1 chiều.
Ngoài ra, nội trở trong điốt thay đổi rất lớn, nó được ứng dụng làm công tắc điện tử, đóng ngắt bằng điều khiển mức điện áp.
Chúng ta hay nhắc đến điốt phát quang, đây chính là một ứng dụng to lớn của điốt trong công nghệ chiếu sáng cực kì tiết kiệm năng lượng như hiện nay, đó là đèn LED.
Bạn có thể thích:
- Tìm hiểu cấu tạo của Chip LED
- Chất bán dẫn tinh khiết là gì?
- Bức xạ điện từ là gì
