Màn hình HMI Delta
Tiếng việt 
Tiếng anh 
Trong bài viết này, chúng ta sẽ nói về một số công dụng của diode bán dẫn. Là một linh kiện bán dẫn đơn giản nhưng chúng lại được ứng dụng khá đa dạng trong các hệ thống điện tử hiện đại. Các mạch điện và hệ thống điện đều sử dụng diode như một thiết bị vô cùng quan trọng để vận hành.
Một số công dụng của diode bán dẫn
Trước khi đi vào các công dụng khác nhau của diode, chúng ta hãy xem nhanh một danh sách các ứng dụng phổ biến của diode:
• Bộ chỉnh lưu
• Mạch Clipper
• Kẹp mạch
• Mạch bảo vệ dòng điện ngược
• Cổng logic
• Hệ số điện áp
Và các ứng dụng khác. Bây giờ chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết hơn ừng công dụng của diode nhé.
Diode như một bộ chỉnh lưu
Ứng dụng phổ biến và quan trọng nhất của diode là chỉnh lưu nguồn AC thành DC. Sử dụng diode ta có thể xây dựng các mạch chỉnh lưu khác nhau. Dạng cơ bản của chúng là chỉnh lưu nửa sóng, trung tâm sóng đầy và chỉnh lưu toàn cầu. Kết hợp một hoặc bốn diode được sử dụng trong hầu hết các ứng dụng chuyển đổi điện năng. Xem hình bên dưới:
• Trong nửa chu kỳ dương của nguồn cung cấp đầu vào, cực dương tạo thành dương đối với cực âm để diode được phân cực thuận làm cho dòng điện chạy đến tải. Vì tải là điện trở nên điện trở tải sẽ giống với điện áp nguồn tức là điện áp hình sin đầu vào sẽ xuất hiện ở tải (chu kỳ dương). Và lưu lượng dòng điện tải tỷ lệ với điện áp đầu vào.
• Trong nửa chu kỳ âm của sóng hình sin đầu vào, cực dương sẽ chuyển thành cực âm. Vì vậy, diode sẽ phân ngược cực. Do đó, không có dòng điện chạy đến tải. Tạo ra mạch hở và không xuất hiện điện áp trên tải.
• Điện áp và dòng điện ở phía tải đều có một cực có nghĩa là điện áp đầu ra là DC xung. Thông thường, mạch chỉnh lưu có một tụ điện nối qua tải và tạo ra dòng điện một chiều ổn định, liên tục mà không có gợn sóng nào.
Diode trong mạch cắt
Mạch cắt được sử dụng trong máy phát FM, tại đó các đỉnh nhiễu bị giới hạn ở một giá trị nhằm loại bỏ các đỉnh quá mức khỏi chúng. Mạch clipper được sử dụng để ngắt điện áp vượt quá giá trị đặt trước mà không làm ảnh hưởng đến phần còn lại của dạng sóng đầu vào.
Dựa trên cấu hình diode trong mạch, các tông đơ này được chia làm hai loại:
• Máy cắt hàng loạt
• Shunt Clipper
Hơn thế, chúng còn phân chia nhiều loại khác nhau:
Hình trên cho thấy các bộ cắt nối tiếp và shunt tích cực, sử dụng các mạch cắt này, nửa chu kỳ dương của sóng điệp áp đầu vào sẽ bị loại bỏ. Trong chu kỳ tích cực của đầu vào, diode được phân cực ngược nên điện áp đầu ra bằng không.
Do đó, nửa chu kỳ dương bị cắt bớt ở đầu ra. Tại nửa chu kỳ âm ở đầu vào, diode được phân cực thuận và nửa chu kỳ âm xuất hiện trên đầu ra.
Trong bộ cắt shunt tích cực, diode được phân cực thuận trong nửa chu kì tích cực nên điện áp đầu ra bằng 0 do diode hoạt động như một công tắc đóng. Và trong nửa chu kỳ âm, diode được phân cực ngược và hoạt động như công tắc mở để điện áp đầu vào đầy đủ xuất hiện trên đầu ra. Với hai bộ cắt diode trên, nửa chu kì tích cực của đầu vào được cắt ở đầu ra.
Diode trong mạch kẹp
Mạch kẹp được sử dụng để thay đổi điểm dương và âm của tín hiệu đầu vào đến mức mong muốn. Mạch này còn được gọi là Level Shifter hoặc DC restorer. Các mạch này có thể tích cực hoặc tiêu cực tùy thuộc vào cấu hình diode.
Trong mạch kẹp dương, các đỉnh âm được nâng lên trên nên các đỉnh âm rơi về mức không. Trong trường hợp mạch kẹp âm, các đỉnh dương được kẹp để nó đẩy xuống dưới sao cho các đỉnh dương rơi trên mức không.
Xem sơ đồ dưới để hiểu hơn về ứng dụng diode trong mạch kẹp. Trong nửa chu kỳ dương của đầu vào, diode được phân cực ngược nên điện áp đầu ra bằng tổng điện áp tụ điện và điện áp đầu vào. Trong nửa chu kỳ âm của đầu vào, diode phân cực thuận và hoạt động như một công tắc đóng để tụ điện tích điện đến giá trị đỉnh của tín hiệu đầu vào.
Diode trong cổng logic
Diode có thể thực hiện các hoạt động logic kỹ thuật số. Trạng thái trở kháng thấp và cao của công tắc logic tương tự với các điều kiện phân cực thuận và phân cực ngược của diode tương ứng. Do đó, diode có thể thực hiện các hoạt động logic như AND, OR,...Mặc dù logic diode là một phương pháp sớm hơn với một số hạn chế, chung còn được sử dụng trong một số ứng dụng. Hầu hết các cổng logic hiện đại ngày nay đều dựa trên MOSFET.
Xem hình dưới đây sẽ cho bạn thấy logic cổng OR được thực bằng cách sử dụng một cặp diode và một điện trở.
Trong mạch trên, điện áp đầu vào được áp dụng bằng V bằng cách điều khiến các công tắc, chúng ta sẽ nhận được logic OR ở đầu ra. Tại đây logic = 1 có nghĩa là điện áp cáo và logic = 0 là điện áp bằng không. Khi cả hai công tắc đều ở trạng thái mở, cả hai diode ở trạng thái phân cực ngược và điện áp ở đầu ra Y bằng không. Khi bất kỳ một công tắc nào được đóng lại, diode trở thành phân cực thuận và kết quả là đầu ra cao.
Trên đây là 4 công dụng của diode bán dẫn, sẽ còn thêm một số ứng dụng chúng tôi sẽ cập nhật ở phần sau, nếu bạn quan tâm hãy xem thêm phần 2 nhé. Xin chân thành cảm ơn.
Tham khảo thêm bài viết:
Diot ổn áp và diot bán dẫn là gì? Nguyên lý hoạt động của chúng
Mạch chỉnh lưu cầu diode là gì? Cách đo diode cầu 4 chân
Encoder tuyệt đối, Encoder tương đối là gì? So sánh giữa chúng
Nguồn: Xem thêm
