Các dự án dựa trên vi điều khiển hoặc các dự án điện và điện tử khác được thiết kế bằng cách sử dụng một số thành phần cơ bản trong điện và điện tử, được phân loại thành phần tử. Các phần tử lưu trữ hoặc tiêu tán năng lượng được gọi là phần tử Thụ động và các phần tử cung cấp hoặc dòng năng lượng được kiểm soát tuyệt đối được gọi là phần tử Hoạt động. Các yếu tố cơ bản này bao gồm điện trở , Cuộn cảm, các loại Điốt khác nhau bao gồm điốt Pha lê, điốt Gunn, điốt Peltier, điốt Zener, điốt Tunnel, điốt Varactor, v.v. Máy biến áp, Tụ điện, Chất bán dẫn, Bóng bán dẫn, Thyristor, Mạch tích hợp, Thiết bị quang điện tử , Ống chân không, Cảm biến, Bộ nhớ, Đầu dò, Máy dò, Ăng-ten, v.v. Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về loại Crystal Diode thành phần thường được sử dụng nhất.
Diode tinh thể
Diode tinh thể Germanium
Diode bán dẫn hoặc diode tiếp giáp P-N là một thiết bị hai đầu cho phép dòng điện chỉ chạy theo một hướng và chặn dòng điện chạy theo hướng khác. Hai cực này là cực dương và cực âm. Nếu điện áp anốt lớn hơn điện áp catốt thì diode bắt đầu dẫn điện. Diode tinh thể còn được gọi là diode Cat’s-whisker hoặc diode tiếp điểm điểm hoặc Crystals. Các thiết bị bán dẫn vi sóng điốt này được phát triển trong Thế chiến II để sử dụng trong máy thu và dò vi sóng .
Mạch Diode Tinh thể Hoạt động
Hoạt động của diode tinh thể phụ thuộc vào áp suất tiếp xúc giữa tinh thể bán dẫn và điểm. Nó bao gồm hai phần - một tinh thể hình chữ nhật nhỏ bằng silicon loại N với một phần, và một dây berili-đồng, đồng-phốt pho và vonfram mịn được gọi là dây Râu mèo ép vào tinh thể để tạo thành một phần khác. Để hình thành vùng loại P xung quanh tinh thể, một dòng điện lớn được truyền đến tinh thể silicon từ râu mèo trong quá trình sản xuất điốt tinh thể hoặc điốt tiếp xúc điểm. Do đó, một điểm nối PN được hình thành và nó hoạt động tương tự như điểm nối PN bình thường.
Điểm tiếp xúc Diode
Nhưng, các đặc tính của diode tinh thể khác với các đặc tính của diode tiếp giáp PN. Trong điều kiện phân cực thuận, điện trở của diode tiếp xúc điểm cao so với diode tiếp điểm PN chung. Trong điều kiện phân cực ngược, trong trường hợp diode tiếp xúc điểm, dòng điện chạy qua diode không độc lập với điện áp đặt vào tinh thể như trong trường hợp diode nối. Điện dung giữa râu mèo và tinh thể nhỏ hơn so với điện dung của diode tiếp giáp giữa cả hai mặt của diode. Do đó, cảm kháng thành điện dung cao và ở tần số cao, một dòng điện dung rất nhỏ chạy trong mạch.
Biểu tượng giản đồ của Diode tinh thể
Nói chung, chúng ta biết rằng điốt tiếp giápP-N hoặc điốt bán dẫn dẫn điện khi điện áp anốt lớn hơn điện áp catốt. Mạch có thể được thực hiện theo ba cách: mô hình gần đúng, mô hình đơn giản hóa và mô hình lý tưởng. Mạch diode tinh thể làm việc cho từng mô hình được hiển thị bên dưới. Nếu chúng ta áp dụng một điện áp thuận Vf, thì các đặc tính của diode là Vf so với If được thể hiện trong hình.
Mô hình gần đúng
Mô hình gần đúng của mạch điốt tinh thể bao gồm điốt lý tưởng mắc nối tiếp, điện trở thuận Rf và rào cản tiềm năng Vo. Diode thực tế phải vượt qua rào cản tiềm năng Vo và thả nội bộ VfRf. Sự sụt giảm điện áp xuất hiện trên diode do dòng điện Nếu chạy qua điện trở trong Rf.
Mô hình gần đúng
Diode chỉ bắt đầu dẫn điện nếu điện áp chuyển tiếp được đặt vào Vf vượt qua điện áp rào cản tiềm năng Vo.
Mô hình đơn giản hóa
Trong mô hình này, nội trở Rf không được xem xét. Do đó, mạch tương đương chỉ bao gồm rào cản tiềm năng Vo. Đối với phân tích mạch diode, mô hình này thường được sử dụng nhất.
Mô hình đơn giản hóa
Mô hình lý tưởng
Trong mô hình này, cả nội trở Rf và rào cản tiềm năng Vo đều không được xem xét. Trong thực tế, thực tế không có điốt lý tưởng và người ta cho rằng có các điốt lý tưởng cho một số phân tích mạch điốt.
Mô hình lý tưởng
Ứng dụng điốt tinh thể
Những điốt này được sử dụng trong nhiều ứng dụng như máy thu vô tuyến pha lê. Trong bài viết này, tinh thể được sử dụng thường xuyên nhất ứng dụng diode chẳng hạn như bộ chỉnh lưu điốt tinh thể và bộ dò điốt tinh thể được đề cập dưới đây.
Bộ chỉnh lưu diode tinh thể
Nhà vật lý người Đức Ferdinand Braun khi nghiên cứu đặc điểm của các tinh thể dẫn điện và chất điện phân vào năm 1874, đã phát hiện ra hiệu ứng chỉnh lưu tại điểm tiếp xúc của kim loại và một số vật liệu kết tinh. Khi các vật liệu có độ tinh khiết cao nhất không có sẵn, bộ chỉnh lưu tiếp xúc điểm dựa trên chì sulfua được phát minh.
Bộ chỉnh lưu diode tinh thể
Diode tinh thể có thể được sử dụng như một bộ chỉnh lưu để chuyển đổi AC thành DC. Vì nó chỉ dẫn theo một hướng và chặn dòng điện theo hướng ngược lại tương tự như điốt thông thường nên nó có thể được sử dụng để thiết kế nửa sóng, toàn sóng và mạch chỉnh lưu cầu .
Máy dò diode tinh thể
Vào những năm 1900, nó chủ yếu được sử dụng trong bộ đài tinh thể như một máy dò tín hiệu. Bề mặt tinh thể tiếp xúc với đầu dò kim loại tốt. Do đó, diode tiếp điểm điểm có tên mô tả là máy dò râu mèo . Chúng đã lỗi thời và bao gồm một dây kim loại mỏng, được mài sắc đóng vai trò là cực dương và tinh thể bán dẫn đóng vai trò là cực âm. Dây kim loại mỏng có cực dương này được gọi là dây râu mèo được ép vào tinh thể cực âm. Những máy dò diode tinh thể này được phát triển vào đầu những năm 1900 và được sử dụng để tìm kiếm điểm nóng trên vật liệu bán dẫn cực âm tinh thể được điều chỉnh thủ công để phát hiện sóng vô tuyến tốt nhất.
Chúng được phát triển chủ yếu bằng cách sử dụng các tinh thể khoáng galena hoặc một mẩu than vào năm 1906 nhưng hầu hết các điốt gần đây đang được phát triển bằng cách sử dụng silicon, selen và germani. Vì diode này chỉ cho phép dòng điện chạy theo một hướng, do đó điện áp một chiều được cung cấp bởi tín hiệu sóng mang được chỉnh lưu để điều khiển tai nghe. Năm 1946, Sylvania đã đi tiên phong trong việc sử dụng gecmani lần đầu tiên trong điốt tinh thể thương mại 1N34.
Điều chỉnh bằng tay của Diode tinh thể
Trước hết, điểm nhạy cảm cần được xác định bằng cách tìm kiếm toàn bộ bề mặt có thể bị mất sớm vì độ rung của nó. Vì vậy, để làm cho toàn bộ bề mặt trở nên nhạy cảm và tránh tìm kiếm điểm nhạy cảm, khoáng chất này đã được thay thế bằng chất bán dẫn pha tạp N.
Nhà khoa học G. W. Pickard vào năm 1906 đã hoàn thiện thiết bị này bằng cách tạo ra một vùng loại P cục bộ trong chất bán dẫn sử dụng tiếp xúc kim loại nhọn. Để làm cho nó ổn định về điện và cơ học, toàn bộ diode tiếp xúc điểm đã được gói gọn trong một thân hình trụ bằng cách cố định một điểm kim loại tại chỗ. Mặc dù có nhiều điốt như điốt tiếp giáp và chất bán dẫn hiện đại, những điốt tinh thể này vẫn đang được sử dụng như máy dò tần số vi sóng do điện dung của chúng thấp.
Chúng tôi hy vọng sau khi đọc bài viết này, bạn có thể có một ý tưởng ngắn gọn về diode tinh thể. Đối với bất kỳ trợ giúp kỹ thuật nào về chủ đề này và cả về dự án điện và điện tử , bạn có thể đăng ý tưởng, nhận xét và đề xuất của mình để khuyến khích những người đọc khác nâng cao kiến thức của họ.
Tín ảnh:
- Diode tinh thể Germanium của Cirstoday
- Máy dò Diode Tinh thể của trang web lịch sử
