เพาเวอร์ไดโอด (Power Diode)

เพาเวอร์ไดโอด (Power Diode)

เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานที่จัดอยู่ในกลุ่มของอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ (Semiconductor) ซึ่งสร้างขึ้นมาจากธาตุกึ่งตัวนําบริสุทธิ์จำพวกเจอร์เมเนียม (Ge) หรือซิลิคอน (Si) และถูกเติมธาตุเจือปน (Dope) ให้เป็นสารกึ่งตัวนำชนิด P (P-Type)  และสารกึ่งตัวนำชนิด n (N-Type)  ภายในอัตราส่วน ธาตุกึ่งตัวนำ 10⁸ ส่วน ต่อธาตุเจือปน 1 ส่วน จากนั้นนำสารกึ่งตัวนำชนิด P และชนิด N มาต่อกันโดยวิธีการปลูกผลึก บริเวณรอยต่อ มีขาต่อมาใช้งาน 2 ขา ขาที่ต่อจากสารกึ่งตัวนำชนิด P เรียกว่า อาโนด (Anode,A) ส่วนขาที่ต่อจากสารกึ่งตัวนำชนิด n เรียกว่าขาดแคโทด (Cathode, K) 

สัญลักษณ์ของไดโอด

ชนิดของเพาเวอร์ไดโอด

เพาเวอร์ไดโอดถูกผลิตขึ้นมาจากเทคโนโลยีที่ทันสมัยการทำงานมีประสิทธิภาพสูงแบ่งออกได้หลายชนิดเช่น

• เพาเวอร์ไดโอดที่ใช้งานทั่วไป  (General - purpose Diode)
• เพาเวอร์ไดโอดฟื้นตัวเร็ว  (Fast recovery Diode) 
• ช็อตกี้ไดโอด  (Schottky Diode) เป็นต้น

เพาเวอร์ไดโอดได้ถูกนำมาประยุกต์ใช้งานด้านอิเล็กทรอนิกส์อย่างกว้างขวางเช่นใช้ในวงจรเรียงกระแส rectifier Circuit  วงจรทวีแรงดัน วงจรแยกแรงดัน วงจรแหล่งจ่ายไฟแบบ Switching เป็นต้น

คุณลักษณะทางอุดมคติของเพาเวอร์ไดโอดจะทำหน้าที่คล้ายสวิตช์ที่สามารถนำกระแสได้ทางเดียวเมื่อจ่ายแรงดันไบอัสตรง (Forward Bias) และจะหยุดนำกระแสทันทีเมื่อจ่ายแรงดันไบอัสกลับ (Reverse Bias) แต่คุณลักษณะในทางปฏิบัติของพาวเวอร์ไดโอดนั้น เมื่อจ่ายแรงดันไบอัสตรง ให้เพาเวอร์ไดโอด เพาเวอร์ไดโอดจะยังไม่นำกระแสทันทีจนกว่าแรงดันตกคร่อมเพาเวอร์ไดโอดจะมีค่าเท่ากับแรงดันเทรสโฮลด์ (Threshold Voltage)  ซึ่งค่า เทรสโฮลด์ ของไดโอดชนิดเจอมาเนี่ยม จะมีค่าประมาณ  0.2- 0.3 โวลท์ ส่วนไดโอดชนิดซิลิคอนจะมีค่าแรงดันเทรสโฮลด์ประมาณ 0.6 ถึง 0.7 โวลท์

การจ่ายแรงดันไบอัสให้เพาเวอร์ไดโอด

การนำไดโอดไปใช้งานจำเป็นต้องจ่ายแรงดันแรงดันไบอัสให้ตัวไดโอดเพื่อควบคุมการทำงานและการหยุดทำงานของตัวไดโอด การไบอัสให้ตัวไดโอดทำได้ 2 วิธี คือการจ่ายไบอัสตรง  (Forward Bias)  และการจ่ายไบอัสกลับ  (Reverse Bias)

การจ่ายไบอัสตรง  (Forward Bias)

 ทำได้โดย การจ่ายแรงดันไฟบวกให้กับสารกึ่งตัวนำชนิด P  (P =  Positive คือบวก) และจ่ายแรงดันไฟลบ ให้สารกึ่งตัวนำชนิด  N (N= Negative คือ ลบ) ดังรูป

เมื่อไดโอดได้รับไบอัสตรง  โดยต่อไฟบวกเข้าที่ขา A (Anode) และต่อไฟลบเข้าที่ขา K  (Cathode) ไดโอดจะสามารถนำกระแสได้ คือยอมให้มีกระแสไหลผ่านตัวมันได้เปรียบสเมือนสวิตช์ปิด ซึ่งเมื่อไดโอดนำกระแสแล้วก็จะมีแรงดันตกคร่อมรอยต่อไดโอดเท่ากับ 0.2-0.3 V ในไดโอดชนิดเยอรมันเนี่ยม (Ge) และเท่ากับ 0.6-0.7 V ในไดโอดชนิดซิลิคอน (Si)

 การไบอัสกลับ (Reverse Bias)

เป็นการจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับไดโอดแบบกลับขั้วคือจ่ายศักย์ไฟบวก ให้สารชนิด N N (N= Negative) และจ่ายศักย์ไฟลบให้สารชนิด P (P =  Positive)  ดังรูป

เมื่อไดโอดได้รับใบอัสกลับ คือต่อไฟบวกเข้ากับขา K  (Cathode) และต่อไปลบเข้ากับขา A (Anode) ไดโอดจะไม่สามารถนำกระแสได้ คือไม่ยอมให้มีกระแสไหลผ่านตัวมันได้ เปรียบสเมือนสวิตช์เปิด

แบบทดสอบ คลิก..