|
ทบทวนกับไดโอดพื้นฐานกันก่อน
 ไดโอดเป็นอุปกรณ์ทางโซลิตสเตตที่มี
2 ขั้ว และยอมให้กระแสไหลผ่านตัวมันเพียงทางเดียวเท่านั้น ถ้ากระแสไหลในทิศ
ตรงข้ามจะไม่สามารถไหลผ่านตัวมันได้ รูปที่ 1 (ก) แสดงสัญลักษณ์ของไดโอด
ส่วนรูปที่ 1 (ข) แสดงโครงสร้างของไดโอดพื้น ฐานทั่ว ๆ ไป ซึ่งเป็นรอยต่อ
P-N โดยขั้วทางด้าน P เรียกว่า แอโนด และขั้วทางด้าน N เรียกว่า แคโทด
รูปที่ 1 สัญลักษณ์โครงสร้างพื้นฐานของไดโอด
จากรูปที่
2 (ก) เป็นการแสดงคุณลักษณะพื้นฐานของไดโอด เมื่อได้รับการไบแอสตรง (แอโนดมีศักย์ไฟฟ้าเป็น
บวกเมื่อ เทียบ กับ แคโทด) ทำให้มีลักษณะเป็นค่าความต้านทานค่าต่ำ ๆ กระแสจึงสามารถไหลผ่านไดโอดได้แต่จากรูปที่
2 (ข) เมื่อได โอด ได้รับการไบแอสกลับ (แอโนดมีศักย์ไฟฟ้าเป็นลบเมื่อเทียบกับแคโทด)
ทำให้มีลักษณะเป็นค่าความต้านทาน สูง กระแสจึง ไม่สามารถไหลผ่านไดโอดได้
ซึ่งหากสังเกตจากสัญลักษณ์ของไดโอดแล้ว จะพบว่าทิศทางกระแสสามารถ ไหลผ่านได้ก็คือทิศที่
หัวลูกศรชี้ไปนั่นเอง (รูปสัญลักษณ์ของไดโอดจะเหมือนกับหัวลูกศร)
รูปที่ 2 (ก) ไดโอดขณะไบแอสตรง
(ข) ไดโอดขณะไบแอสกลับ
โดยทั่วไปที่พบเห็นกันไดโอดจะแบ่งตามสารที่ใช้ทำออกเป็นสองชนิดคือ
เยอรมันเนียมแลซิลิกอน และจากรูปที่ 3 เป็น กราฟเปรียบเทียบคุณลักษณะระหว่างไดโอดทั้งสองชนิดนี้ที่อุณหภูมิ
20 องศาเซลเซียส พบว่า
รูปที่ 3 กราฟเปรียบเทียบคุณลักษณะระหว่างไดโอดชนิดเยอรมันเนียม(Ge)และซิลิกอน
(Si) ที่อุณหภูมิ 20 องเซลเซียล
1.
กระแสที่ผ่านไดโอดขณะที่ได้รับการไบแอสตรง (If) จะมีค่าน้อยมากในช่วงหนึ่ง
จนกระทั่งเมื่อแรงดันไบแอส ตรง (Vf) มีค่ามากกว่ารงดัน "Knee"
(ปกติมีค่า 150 ถึง 200 มิลลิโวลท์สำหรับไดโอดชนิดเยอรมันเนียม และ 550 ถึง
600 มิลลิโวลท์สำหรับ ไดโอดชนิดซิลิกอน) การเพิ่มแรงดัน Vf จากค่าแรงดันเพียงเล็กน้อยจะทำให้กระแส
If เพิ่มขึ้นอย่าง รวดเร็ว สำหรับชนิดซิลิกอนค่าของ ไดนามิกอิมพีแดนซ์
(dynamic impedance) หรือ Zfขณะไบแอสตรงจะแปรผกผันกับแรงดัน
2.
โดยทั่วไปค่า Zf ของไดโอดชนิดซิลิกอนมีค่าเท่ากับ 25/I (หน่วยเป็นโอห์ม)
เมื่อค่ากระแสให้มีหน่วยเป็น มิลลิแอมป์ ตัวอย่างเช่น Zf จะเท่ากับ
25 โอห์ม ที่กระแส 1 มิลลิแอมป์, 2.5 โอห์ม ที่กระแส 10 มิลลิแอมป์ และ 0.25
โอห์ม ที่กระแส 100 มิลลิแอมป์ ส่วนค่า Zf ของไดโอดชนิดเยอรมันเนียมจะมีค่ามากกว่าซิลิกอนไดโอด
3.
เมื่อไดโอดได้รับการไบแอสกลับมากกว่า 1 โวลท์ จะมีกระแสรั่วไหลย้อนกลับ (If)
ไหลผ่านตัวไดโอดซึ่งแปรผัน ตรง กับค่าของแรงดันไบแอสกลับ (Vf) และอุณหภูมิที่รอยต่อ
โดยปกติที่อุณหภูมิห้อง กระแสรั่วไหลย้อนกลับ ของไดโอดชนิดเยอรมัน เนียม
จะมีค่าเพียงระดับไมโครแอมป์ ส่วนของไดโอดชนิดซิลิกอนจะเป็นระดับนาโนแอมป์
แต่ถ้าหากอุณหภูมิเพิ่มมากขึ้น ค่าของ กระแสรั่วไหลย้อนกลับจะเพิ่มเป็นสองเท่าจากเดิม
เมื่ออุณหภูมิที่รอยต่อ P-N เพิ่มขึ้นทุก ๆ 8 องศาเซลเซียส
จากคุณสมบัติของไดโอดชนิดเยอรมันเนียมที่มีค่าแรงดัน
Knee น้อยกว่าชนิดซิลิกอนจึงเหมาะสำหรับงานดีเทก สัญญาณ ระดับต่ำ ส่วนไดโอดชนิดซิลิกอนจะถูกนำมาใช้ในงานที่หลากหลายกว่า
ซึ่งจะกล่าวถึงรายละเอียดต่อไป
|
