Giới thiệu Diode tín hiệu là gì
Diode tín hiệu là gì? : Điốt thường được sử dụng làm bộ chỉnh lưu đơn giản, làm bộ trộn để ghép tín hiệu và làm công tắc để mở hoặc đóng mạch. Điốt trong bộ trộn được sử dụng để phát hiện tín hiệu và những điốt này thường được gọi là điốt tín hiệu. Ứng dụng đơn giản và thông thường của điốt tín hiệu là nó hoạt động như một công tắc điốt cơ bản.
Điốt tín hiệu có thể là một thiết bị bán dẫn không tuyến tính có sẵn trong những ngày gần đây, tạo thành một loại phần tử nhỏ của mạch điện và điện tử, được làm từ các tinh thể bán dẫn.
Điốt tín hiệu được thừa nhận rộng rãi vì chúng thường được tìm thấy trong các mạch điện tử như trong ti vi, radio, một số mạch logic kỹ thuật số khác và chúng được thiết kế để truyền động rất ít hoặc không có công suất mặc dù dòng điện tần số cao chỉ theo một hướng.
Điốt tín hiệu tiếp giáp PN thường được chế tạo trong hộp thủy tinh hoặc hộp nhựa và thường có dải màu đen hoặc đỏ ở đầu cực âm của thiết bị đầu cuối.
Điốt tín hiệu có ưu điểm là thời gian khôi phục nhanh và nó có rất nhiều ứng dụng trong xử lý tín hiệu. Điốt tín hiệu có thể được sử dụng cho các chức năng đồng hồ trong các thiết bị kỹ thuật số, đồng thời phục vụ để ngăn chặn tín hiệu ngược làm hỏng bộ vi điều khiển. Điốt tín hiệu sẽ được sử dụng trong các ứng dụng chuyển mạch và cắt ở những nơi mà các dạng sóng xung thời gian ngắn thường bị cắt đi.
Điốt tín hiệu cho phép khả năng dòng điện lên đến 100 miliampe và chúng được biết đến để xử lý thông tin được tìm thấy trong các tín hiệu điện được gửi từ máy phát điện. Điốt gecmani có điện áp giảm phía trước khoảng 0,2 vôn được sử dụng làm mạch phát hiện trong radio.
Trong các mạch điện tử không yêu cầu độ chính xác của điốt gecmani, chất bán dẫn silicon, điốt tín hiệu thường được sử dụng do giá trị điện trở thấp hơn và tính dễ bị tổn thương với nhiệt.
Các lọai đi ốt tín hiệu
Dưới đây là danh sách một số điốt tín hiệu được sử dụng thường xuyên.
- 1N4973
- 1N4148
- 1N34A (Điốt gecmani)
- 1N4454
Điốt tín hiệu nhỏ có xếp hạng công suất và dòng điện thấp, khoảng 500mW & 150mA gần như so với điốt chỉnh lưu truyền thống. Các đặc tính của một diode tín hiệu là hoàn toàn khác nhau đối với tín hiệu germanium và điốt tín hiệu silicon. Chúng được đưa ra như sau:
Điốt tín hiệu Germanium – Các điốt này có rất ít giá trị điện trở phân cực ngược dẫn đến giảm điện áp thuận thấp qua đường giao nhau PN, thường khoảng 0,2 V- 0,3 V, tuy nhiên nó có giá trị điện trở phân cực thuận cao do đường giao nhau PN nhỏ khu vực.
Điốt tín hiệu Silicon – Các điốt này có giá trị điện trở phân cực ngược cao khủng khiếp dẫn đến giảm điện áp thuận khoảng 0,6 – 0,7V qua đường giao nhau PN. Chúng có giá trị điện trở phân cực thuận thấp vừa phải dẫn đến giá trị cao hơn của dòng điện thuận và điện áp phân cực ngược.
VI Đặc điểm của Diode Tín hiệu – Diode tín hiệu là gì
Nếu cả hai đầu cực dương và cực âm của nguồn điện bên ngoài được kết nối với các đầu cuối tương ứng của đường giao nhau PN, thì diode tín hiệu được cho là ở Phân cực thuận. Điện áp cung cấp cho các diode trong thiên vị về phía trước tạo ra một dòng điện phía trước biểu thị bởi IF .
Giá trị của dòng điện thuận tỷ lệ thuận với điện áp bên ngoài được đặt vào và tỷ lệ thuận với điện trở có sẵn của diode. Lực tĩnh điện ngăn cấm các điện tử và lỗ trống đi ra khỏi lớp tiếp giáp do ảnh hưởng của các ion điện tích trong lớp suy giảm được gọi là điện áp rào cản
Các giá trị điển hình của điện áp rào cản tại điểm tiếp giáp pn của diode germani là 0,2 V ~ 0,3 V, trong khi đó là 0,6 V ~ 0,7 V đối với diode silicon.
Nếu cực dương của nguồn cung cấp được kết nối với cực âm của điốt tín hiệu và cực âm được kết nối với cực dương của điốt, thì điốt tín hiệu được cho là phân cực ngược. Khi một điện áp bên ngoài được đặt vào điốt theo phân cực ngược, một lượng nhỏ dòng điện được gọi là dòng rò tồn tại do các hạt tải điện thiểu số vượt qua lớp suy giảm và di chuyển ra khỏi nó.
Dòng rò này còn được gọi là Dòng điện bão hòa ngược được ký hiệu bằng hoặc không phụ thuộc vào điện áp bên ngoài đặt vào, nhưng phụ thuộc vào nhiệt độ của thiết bị.
Nếu điện áp phân cực ngược đặt vào là rất cao, các hạt mang điện tích cực tiểu thu được đủ năng lượng để va chạm và tách các liên kết cộng hóa trị để tạo ra một số lượng đáng kể các cặp electron – lỗ trống.
Hiện tượng tạo cặp electron – lỗ trống được gọi là hiện tượng đánh thủng. Điện áp ngược tối đa đặt vào diode trước khi điều kiện đánh thủng của nó có thể được gọi là điện áp ngược đỉnh hoặc điện áp nghịch đỉnh.
Điốt tín hiệu phân cực thuận
Diode tín hiệu phân cực ngược
Trong phân cực thuận, diode tín hiệu hoạt động như một công tắc đóng và do đó ngắn mạch để dẫn dòng chỉ theo một hướng (từ cực dương sang cực âm). Trong phân cực ngược, diode silicon hoạt động như công tắc mở và do đó mở mạch để chặn dòng điện chạy trong diode.
Điốt tín hiệu silicon hoạt động như bộ chỉnh lưu, chuyển mạch, mạch giới hạn và trong mạch cắt để cắt các dạng sóng thời gian ngắn.
Đặc điểm Diode tín hiệu – Diode tín hiệu là gì
Các thông số chi tiết về đặc tính của điốt tín hiệu và thông số kỹ thuật của điốt tín hiệu được đưa ra dưới đây.
Điện áp ngược cực đại (PIV)
Tham số điện áp nghịch đảo đỉnh được định nghĩa là lượng điện áp lớn nhất có thể đặt vào diode theo hướng ngược lại. Không được vượt quá điện áp đỉnh này vì điện áp lớn hơn điện áp đỉnh này có thể gây ra hỏng hóc thiết bị. Nó cũng được gọi là điện áp ngược cực đại và nó nhỏ hơn điều kiện đánh thủng tuyết lở của diode trong đặc tính phân cực ngược.
Các giá trị điển hình của điện áp nghịch đảo đỉnh có thể thay đổi từ vài vôn đến hàng nghìn vôn. Trong các mạch chỉnh lưu liên quan đến biên độ, điện áp nghịch đảo đỉnh được gọi là giá trị âm cực đại của sóng sin được bao quanh bởi sự thay đổi âm của một chu kỳ.
Công suất tiêu tán (P D )
Tổng công suất tiêu tán được định nghĩa là lượng công suất tối đa sẽ được tiêu tán tại điốt tín hiệu tiếp giáp PN trong quá trình dẫn dòng điện. Phần điện năng dư thừa sẽ bị tiêu tán dưới dạng nhiệt. Điện trở thuận của diode tín hiệu là một thuộc tính động, nó rất nhỏ và đôi khi nó rất khác nhau.
Trong điều kiện đó, tổng công suất tiêu tán sẽ được đo bằng cách nhân điện áp đặt vào diode và dòng chuyển tiếp chạy qua diode tín hiệu.
Dòng điện thuận (I F )
Thông số đánh giá dòng thuận của diode tín hiệu được định nghĩa là lượng dòng anốt lớn nhất mà diode tín hiệu có thể xử lý dễ dàng mà không làm hỏng thiết bị. Nếu dòng điện vượt quá giá trị định mức dòng chuyển tiếp , thì diode tín hiệu có thể bị hỏng ở đường giao nhau do quá tải nhiệt.
Nhiệt độ hoạt động (T)
Thông số nhiệt độ hoạt động tối đa của diode tín hiệu thường liên quan đến tổng công suất tiêu tán và cũng liên quan đến nhiệt độ của điểm nối PN. Nó được định nghĩa là nhiệt độ tối đa của thiết bị mà tại đó dòng điện thuận tối đa đạt được.
Vượt quá giá trị nhiệt độ này, thiết bị sẽ bị hỏng và dẫn đến hỏng thiết bị. Điốt tín hiệu tiếp giáp PN nên được duy trì ở nhiệt độ trong đó đạt được dòng điện thuận tối đa trước khi nó bị suy giảm.
Thông số kỹ thuật của Diode tín hiệu 1N4148
Dưới đây là một số thông số kỹ thuật của Diode tín hiệu 1N4148. Chúng như sau.
- Điện áp ngược tối đa = 100 V
- Dòng chuyển tiếp được chỉnh lưu trung bình = 200 mA
- Dòng chuyển tiếp trực tiếp tối đa = 300 mA
- Giảm điện áp thuận cực đại = 1,0 V ở 10 mA.
- Dòng điện đột biến phía trước đỉnh không lặp lại = 1,0 A (độ rộng xung = 1 s)
- Tổng công suất tiêu tán = 500 mW
- Thời gian phục hồi ngược <4 ns