Diode là gì?
Diode là linh kiện bán dẫn cơ bản nhất, gồm một tiếp giáp P-N với hai cực: Anode (A) nối vùng P và Cathode (K) nối vùng N. Khi V_AK ≥ 0,6 V (Si) thì diode dẫn điện; khi phân cực ngược thì chặn dòng (chỉ có dòng rò rất nhỏ). Đây là đặc tính van một chiều cơ bản nhất của điện tử.
Các loại diode phổ biến
| Loại | Mã phổ biến | V_f điển hình | Ứng dụng chính |
|---|---|---|---|
| Chỉnh lưu (Rectifier) | 1N4007 | 0,7 V / 1 A | Chỉnh lưu AC→DC, bảo vệ ngược |
| Chỉnh lưu dòng cao | 1N5408 | 0,7 V / 3 A | Nguồn dòng lớn, cầu chỉnh lưu |
| Schottky | 1N5819 | 0,3 V / 1 A | Nguồn xung, bộ nạp pin, ít tổn thất |
| Schottky dòng cao | SB560 / SR560 | 0,5 V / 5 A | Đầu ra SMPS, solar charger |
| Fast recovery | UF4007 / FR207 | 0,7 V | Mạch chỉnh lưu tần số cao |
| Zener | 1N4733A (5,1 V) | — | Ổn áp tham chiếu |
Diode chỉnh lưu — 1N4007
1N4007 là diode chỉnh lưu phổ biến nhất thế giới: dòng trung bình 1 A, PIV (Peak Inverse Voltage) 1000 V, V_f = 0,7–1,1 V ở 1 A. Dạng vỏ DO-41. Nhận biết cathode qua vạch bạc. Dùng trong mạch cầu chỉnh lưu (4 con), bảo vệ cực ngược nguồn DC, diode freewheeling cho relay.
Lưu ý: Tổng tổn thất công suất = V_f × I_f = 0,7 V × 1 A = 0,7 W mỗi diode. Cầu chỉnh lưu 4 diode tổn thất 2 × V_f = 1,4 V tổng.
Diode Schottky — 1N5819
Schottky diode dùng tiếp giáp kim loại–bán dẫn thay vì P-N truyền thống, cho V_f chỉ 0,2–0,4 V và tốc độ chuyển mạch rất nhanh (không có hiệu ứng lưu trữ điện tích). 1N5819: 1 A, 40 V, V_f = 0,3 V ở 0,5 A. Dùng trong đầu ra SMPS, mạch harvest năng lượng solar, bảo vệ ngược cực nguồn Li-Ion với tổn thất thấp.
Diode freewheeling (flyback diode)
Khi relay hoặc motor DC bị ngắt điện đột ngột, cuộn cảm sinh ra điện áp cảm ứng ngược rất cao (spike). Diode freewheeling đấu song song ngược chiều với tải cảm ứng để tạo đường xả năng lượng an toàn, bảo vệ transistor hoặc MOSFET điều khiển. Dùng 1N4007 cho relay 12/24 V DC là đủ.
Mạch cầu chỉnh lưu
4 diode 1N4007 tạo thành cầu Graetz chỉnh lưu toàn sóng: AC vào 2 chân chéo nhau, DC ra 2 chân còn lại. V_dc = 0,9 × V_ac(rms) − 1,4 V (tổn thất 2 diode). Ví dụ: 12 V AC → V_dc ≈ 10,8 V − 1,4 V = 9,4 V (chưa lọc). Sau tụ lọc: ≈ 16,97 V peak.