ไดโอดถูกนำมาใช้ในชีวิตประจำวันของเราอย่างไร?

ไดโอดเป็นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์แบบสองขั้วที่นำไฟฟ้าในทิศทางเดียวเท่านั้น และเฉพาะเมื่อความต่างศักย์หรือแรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำบางอย่างถูกนำไปใช้กับขั้วทั้งสอง ไดโอดยุคแรกใช้เพื่อแปลงไฟ AC เป็น DC และกรองสัญญาณในวิทยุ ตั้งแต่นั้นมา ไดโอดได้กลายเป็นที่แพร่หลาย ใช้เพื่อปกป้องอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ให้แสงสว่างแก่บ้านของเรา และส่งสัญญาณการควบคุมระยะไกล

เพื่อให้เข้าใจพื้นฐานของการใช้ไดโอด การพิจารณาโครงสร้างของไดโอดมาตรฐานจะช่วยได้ ไดโอด p-n มาตรฐานมีสารกึ่งตัวนำสองตัวที่สัมผัสกัน ทำให้เกิดส่วนต่อประสาน เซมิคอนดักเตอร์บริสุทธิ์ไม่นำไฟฟ้า จึงมีการเพิ่มสิ่งเจือปนที่เป็นโลหะ ในสารกึ่งตัวนำหนึ่งของไดโอด p-n โลหะที่ปนเปื้อนจะปล่อยอิเล็กตรอนได้ง่าย อีกส่วนหนึ่งก็ถูกเจือด้วย (ทำให้บริสุทธิ์) ด้วยโลหะที่รับอิเล็กตรอนได้ง่ายเช่นเดียวกัน ที่ส่วนต่อประสาน อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง ทำให้อะตอมที่อิเล็กตรอนปล่อยประจุบวกและอะตอมรับเป็นลบ ความเบี่ยงเบนจากความเป็นกลางนี้เกิดขึ้นที่ส่วนต่อประสานเท่านั้น มันสร้างสนามไฟฟ้าเพื่อให้อิเล็กตรอนไหลเข้าจากกระแสภายนอกส่วนใหญ่ไปจากด้านที่รับอิเล็กตรอนไปยังด้านที่บริจาคอิเล็กตรอน

คุณสมบัติทางเดียวนี้ถูกใช้ครั้งแรกในวิทยุ AM สัญญาณวิทยุจะแกว่งไปมา ทำให้เกิดกระแสสลับในเสาอากาศ ก่อนขยายสัญญาณ จะต้องทำให้สัญญาณเป็นทิศทางเดียว ไดโอดของวิทยุจึงปล่อยผ่านครึ่งหนึ่งของสัญญาณที่เคลื่อนอิเล็กตรอนไปในทิศทางเดียว แต่ไม่ใช่อีกครึ่งหนึ่ง ในระยะสั้น AC จะกลายเป็น DC จากนั้นตัวเก็บประจุจะกรองความถี่สูงออก เหลือเพียงสัญญาณเสียงที่พร้อมสำหรับการขยายสัญญาณ

หากคุณใช้แรงดันไฟฟ้าข้ามไดโอด อิเล็กตรอนจากกระแสไฟฟ้าจะเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ วงจรไฟฟ้าจะปล่อยความยาวคลื่นเฉพาะของแสงเมื่อติดกับสิ่งเจือปนที่รับ อิเล็กตรอน นี่คือวิธีที่ไดโอดเปล่งแสง (LED) ผลิตแสง อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ผ่านส่วนต่อประสานเซมิคอนดักเตอร์เนื่องจากสนามไฟฟ้าอยู่ระหว่าง, เซมิคอนดักเตอร์ที่บริจาคอิเล็กตรอน และต่อไปยังส่วนหลังของแหล่งจ่ายแรงดันไฟเพื่อทำให้ วงจร

เช่นเดียวกับไดโอดที่สามารถผลิตแสงได้ พวกเขายังสามารถสร้างกระแสได้เมื่อได้รับ ทั้งสองประเภททำงานร่วมกันในอุปกรณ์ควบคุมระยะไกล เช่น สำหรับโทรทัศน์ของคุณ อย่างหลังคือการทำงานของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ไดโอดสองตัวเปล่งแสงจากรีโมทของคุณ: ตัวหนึ่งปล่อยแสงที่มองเห็นได้เพื่อแจ้งให้คุณทราบว่ากำลังส่งสัญญาณ อีกอันปล่อยสัญญาณไบนารีที่ความยาวคลื่นที่มองไม่เห็น (ดังนั้นความต้องการโฟโตไดโอดที่มองเห็นได้) โฟตอนชนกับเซมิคอนดักเตอร์ที่บริจาคอิเล็กตรอน ปลดปล่อยอิเล็กตรอนและให้พลังงานจลน์แก่พวกมัน พลังงานจลน์สามารถแปลได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น เนื่องจากอนุญาตให้ใช้กระแสไฟฟ้าได้เพียงทิศทางเดียว นี่เป็นวิธีเดียวกับที่แผงโซลาร์เซลล์ทำงาน โดยแปลโฟตอนจากดวงอาทิตย์เป็นกระแสไฟฟ้าในทิศทางเดียวเท่านั้น

ไดโอดสามารถป้องกันวงจรจากการใส่แบตเตอรี่ที่ไม่เหมาะสม ขั้วจะไม่ถูกต้อง แต่จะไม่ทำให้วงจรเสียหายจากไดโอด ซึ่งจะทำให้กระแสไฟไหลผ่านได้เท่านั้น ไดโอดยังมีบทบาทในอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก ไดโอดที่เรียกว่า "หิมะถล่ม" นำไปสู่สายกราวด์ แต่จะไม่ยอมให้กระแสไหลผ่านเพราะทิศทางเดียว ที่แรงดันไฟสูงเพียงพอ ไดโอดจะปล่อยแรงดันไฟผ่าน เมื่อแรงดันไฟกระชากสูงกว่าระดับการทำงานมาก ไดโอดหิมะถล่มจะเปิดขึ้นและปล่อยให้แรงดันไฟส่วนเกินไหลผ่านสายกราวด์