Scholar Hub/Chủ đề/#diodes/
Diode là linh kiện điện tử hai đầu cho phép dòng điện chạy theo một chiều nhất định, hoạt động như van một chiều. Đầu tiên xuất hiện là diode chân không cuối thế kỷ 19, giờ phổ biến là diode bán dẫn, nhờ kích thước nhỏ và độ bền cao. Diode bán dẫn cấu tạo từ tiếp giáp pn, hoạt động trong hai trạng thái: phân cực thuận và ngược. Các loại diode phổ biến gồm diode chỉnh lưu, Zener, LED, và Schottky, với ứng dụng đa dạng trong mạch điện tử, bảo vệ và chiếu sáng. Diode là thành phần quan trọng trong ngành điện tử.
Diode là gì?
Diode là một linh kiện điện tử hai đầu cho phép dòng điện chạy qua theo một chiều nhất định. Chúng hoạt động như một cầu nối cho phép dòng điện đi từ anốt (dương) sang catốt (âm) khi có điện áp thuận, trong khi ngăn dòng điện chảy khi điện áp ngược xuất hiện. Do đó, diode thường được ví như một van một chiều cho dòng điện.
Lịch sử phát triển của diode
Diode chân không ra đời đầu tiên vào cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20. Sau đó, diode bán dẫn, chủ yếu là diode germanium và silicon, bắt đầu được sử dụng rộng rãi nhờ kích thước nhỏ, độ bền cao, và tính ứng dụng đa dạng trong các mạch điện tử.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Diode bán dẫn được làm từ chất bán dẫn loại p và n ghép lại tạo thành tiếp giáp pn. Khi nối nguồn điện với cực dương của nguồn kết nối với cực p và cực âm kết nối với cực n, diode sẽ dẫn điện (trạng thái phân cực thuận). Ngược lại, nếu điện cực được nối ngược lại, diode sẽ không dẫn điện (trạng thái phân cực ngược).
Các loại diode phổ biến
Trên thị trường hiện nay có nhiều loại diode khác nhau, mỗi loại có ứng dụng và đặc tính riêng. Một số loại diode phổ biến gồm:
- Diode chỉnh lưu: được sử dụng để chuyển đổi dòng xoay chiều thành dòng một chiều.
- Diode Zener: cho phép dòng điện chạy ngược khi điện áp vượt quá một giá trị xác định, giúp ổn áp cho các mạch điện tử.
- Diode LED: là nguồn sáng khi có dòng điện đi qua, được ứng dụng trong chiếu sáng và hiển thị.
- Diode Schottky: có ngưỡng điện áp thấp và tốc độ chuyển mạch nhanh, thường dùng trong các mạch tốc độ cao.
Ứng dụng của diode
Diode có nhiều ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn:
- Mạch chỉnh lưu: sử dụng diode để chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.
- Bảo vệ mạch: diode được dùng để bảo vệ mạch điện không bị hư hỏng khi có điện áp ngược.
- Chiếu sáng: diode LED được dùng trong đèn chiếu sáng thông thường cũng như các màn hình hiển thị.
Kết luận
Diode là một linh kiện quan trọng trong điện tử với nhiều ứng dụng khác nhau từ bảo vệ mạch, chỉnh lưu cho đến chiếu sáng. Sự đa dạng về loại diode cho phép chúng có thể phù hợp với nhiều mục đích sử dụng khác nhau, đáp ứng nhu cầu phát triển không ngừng của ngành công nghiệp điện tử hiện nay.
Organic electroluminescent diodes Applied Physics Letters - Tập 51 Số 12 - Trang 913-915 - 1987
A novel electroluminescent device is constructed using organic materials as the emitting elements. The diode has a double-layer structure of organic thin films, prepared by vapor deposition. Efficient injection of holes and electrons is provided from an indium-tin-oxide anode and an alloyed Mg:Ag cathode. Electron-hole recombination and green electroluminescent emission are confined near the organic interface region. High external quantum efficiency (1% photon/electron), luminous efficiency (1.5 lm/W), and brightness (>1000 cd/m2) are achievable at a driving voltage below 10 V.
Candela-class high-brightness InGaN/AlGaN double-heterostructure blue-light-emitting diodes Applied Physics Letters - Tập 64 Số 13 - Trang 1687-1689 - 1994
Candela-class high-brightness InGaN/AlGaN double-heterostructure (DH) blue-light-emitting diodes (LEDs) with the luminous intensity over 1 cd were fabricated. As an active layer, a Zn-doped InGaN layer was used for the DH LEDs. The typical output power was 1500 μW and the external quantum efficiency was as high as 2.7% at a forward current of 20 mA at room temperature. The peak wavelength and the full width at half-maximum of the electroluminescence were 450 and 70 nm, respectively. This value of luminous intensity was the highest ever reported for blue LEDs.
Overcoming the electroluminescence efficiency limitations of perovskite light-emitting diodes American Association for the Advancement of Science (AAAS) - Tập 350 Số 6265 - Trang 1222-1225 - 2015
Brighter perovskite LEDs
Organic-inorganic hybrid perovskites such as methyl ammonium lead halides are attractive as low-cost light-emitting diode (LED) emitters. This is because, unlike many inorganic nanomaterials, they have very high color purity. Cho
et al.
made two modifications to address the main drawback of these materials, their low luminescent efficiency. They created nanograin materials lacking free metallic lead, which helped to confine excitons and avoid their quenching. The perovskite LEDs had a current efficiency similar to that of phosphorescent organic LEDs.
Science
, this issue p. 1222
InGaN-Based Multi-Quantum-Well-Structure Laser Diodes Japanese Journal of Applied Physics - Tập 35 Số 1B - Trang L74 - 1996
InGaN multi-quantum-well (MQW) structure laser diodes (LDs) fabricated from III-V nitride materials were grown by metalorganic chemical vapor deposition on sapphire substrates. The mirror facet for a laser cavity was formed by etching of III-V nitride films without cleaving. As an active layer, the InGaN MQW structure was used. The InGaN MQW LDs produced 215 mW at a forward current of 2.3 A, with a sharp peak of light output at 417 nm that had a full width at half-maximum of 1.6 nm under the pulsed current injection at room temperature. The laser threshold current density was 4 kA/cm2. The emission wavelength is the shortest one ever generated by a semiconductor laser diode.
