ไดโอดที่ใช้ในวงจรมีสัญญลักษณ์ เป็นรูปลูกศรมีขีดขวางไว้ดังรูป

ไบแอสตรง
ไบแอสกลับ
1. มีกระแสไหลผ่านไดโอด 1. ไม่มีกระแสไหลผ่านไดโอด
2.ถือว่าไดโอดมีความต้านทานน้อยมาก 2. ถือว่าไดโอดมีความต้านทานสูงมาก
3. โดยทั่วไปถือว่าไดโอดลัดวงจร 3. โดยทั่วไปถือว่าไดโอดเปิดวงจร

โครงสร้าง และสัญญลักณ์

ไดโอด(Diode)

อ.สมพร บุญริน

 

 

 

 

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

 




 


ไดโอดซึ่งทำจากสารกึ่งตัวนำที่มีหัวต่อ PN หนึ่งหัวต่อ ความต้านทานไฟฟ้าของไดโอดนี้จะมี
- ค่าสูงในทิศทางอ้อม
- ค่าต่ำในทิศทางตาม
เมื่อป้อนแรงดันไฟสลับให้ไดโอดด้วยคุณสมบัติข้างต้น กระแสไฟฟ้าจะไหลได้ในทิศทางตามเท่านั้น ไดโอดจึงสามารถดัดกระแสไฟ ฟ้าได้
เมื่อป้อนแรงดันไฟฟ้าในทิศทางตามกระแสไฟฟ้าในทิศทางตามจะเริ่มไหลที่ค่าแรงดันไฟฟ้าค่าหนึ่ง เรียกว่า แรงดันแพร่ซึม ซึ่งมีค่าเฉพาะ (เจอเมเนียมมีค่า ๐.๓ ~ ๐.๔ โวลต์ ซิลิคอนมีค่า ๐.๗ ~ ๐.๘ โวลต์)
กระแสไฟฟ้าในทิศทางย้อนมีค่า ๑ ส่วนใน ๑๐๗ ของกระแสไฟฟ้าในทิศทางตาม จึงมีค่าน้อยมาก แต่ไม่ถึงกับเป็นศูนย์ เหตุผลเพราะ ในเนื้อสารส่วนที่เป็น P ยังมีอิเล็กตรอน และในเนื้อสารส่วนที่เป็น N ยังมีโฮล พาหะเหล่านี้ยังทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าได้โดยเ คลื่อนที่ผ่านจุดบกพร่องที่มีอยู่ในข่ายผลึกของอะตอม อุณหภูมิยังมีผลต่อกระแสไฟฟ้าในทิศทางย้อนได้ กล่าวคือ กระแสไฟฟ้า จะมีค่าเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น
เมื่อกระแสไฟฟ้าสลับทิศ (สวิชชิ่ง) จากทิศทางตามเป็นทิศทางย้อน จะเกิดความช้าในการเปลี่ยนทิศขึ้น เนื่องจากว่าที่พาหะใน หัวต่อ PN จะหายไปหมดต้องใช้เวลาบ้างนั่นเอง ปรกติสวิชชิ่งไดโอดจะมีค่าเวลานี้ประมาณ 10-8 ~ 10-9 วินาที ซึ่งมีค่าที่น้อยมาก
ไดโอดมีหลายชนิดแล้วแต่การใช้งานเฉพาะที่แตกต่างกัน เช่น
- ซีนเนอร์ไดโอด (ใช้ควบคุมเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้า)
- วาแรคเตอร์ไดโอด (ใช้ปรับความถี่)
- ชอตกี้ไดโอด (การสวิชชิ่งที่มีความเร็วสูง)
นอกจากนี้ยังมีไดโอดที่ใช้งานย่านความถี่ไมโครเวฟ เช่น
- ทันแนลไดโอด
- อิมแพทไดโอด (ใช้ในการกำเนิดและขยายสัญญาณไมโครเวฟ)
- กันน์ไดโอด

 

 

 

 

กราฟลักษณะสมบัติของไดโอด

 

ไดโอดกำลัง( Power Diode)


ไดโอดกำลัง เป็นไดโอดที่ออกแบบให้บริเวณรอยต่อมีช่วงกว้างมากกว่าไดโอดทั่วไป เพื่อนำไปใช้กับงานที่มีกำลังและกระแสไฟฟ้าสูงๆ ไดโอดกำลังนี้ทนต่ออุณหภูมิสูงได้
ประเภทของไดโอดกำลัง


1. แบบใช้งานทั่วไป (Standard Diodes)
ไดโอดแบบใช้งานทั่วไป แบ่งตามโครงสร้างได้ 2 ประเภทคือแบบ ดิสก์ (Disk Type) และแบบมีส่วนยื่นหรือแบบ สตัด (Stud Type)


2. ไดโอดแบบฟื้นตัวเร็ว (Fast Recovery Diodes)
ไดโอดแบบฟื้นตัวเร็ว มีช่วงเวลาในการฟื้นตัวย้อนกลับ(Reverse Recovery Time) ระหว่าง 0.1 ถึง 5 ms ใช้มากในการเปิด-ปิดสะพานไฟหรือในการสวิทช์ความถี่สูงของการแปลงผันกำลังไฟฟ้า

 


3. ไดโอดแบบซอทท์กี(Schottky Diodes)
เป็นไดโอดที่มีแรงดันในการเปิด(on-state Voltage) ต่ำและเวลาในการฟื้นตัวย้อนกลับต่ำมาก ส่วนใหญ่ใช้เวลาเป็น nS


การฟื้นตัวย้อนกลับ

ขณะการใช้ไดโอดเป็นสวิทช์ จะถูกจำกัดด้วยเวลาฟื้นตัวย้อนกลับ กล่าวคือขณะไดโอดนำกระแสแล้วได้รับแรงดันไบแอสกลับเป็นไปไม่ได้ที่ไดโอดจะหยุดนำกระแสและพร้อมที่จะนำกระแสได้ใหม่ทันที แต่จะนำกระแสต่อไปอีกช่วงเวลาหนึ่ง จึงพร้อมที่จะนำกระแสได้หรือฟื้นตัวย้อนกลับ เวลาดังกล่าวเกิดจากพาหะข้างน้อยที่บริเวณรอยต่อ PN ต้องการเวลาเพื่อเชื่อมกับประจุชนิดตรงข้าม


อ้างอิง: อิเล็กทรอนิกส์กำลัง ,มงคลทองสงคราม