[Tìm hiểu] Diode 1N4007 là gì? Giải thích mạch và cách sử dụng

09/08/23

Chuyên mục: Kiến Thức Chung

[Tìm hiểu] Diode 1N4007 là gì? Giải thích mạch và cách sử dụng

1N4007 thuộc họ silicon của dòng 1N400X. Nó là diode chỉnh lưu có mục đích phổ biến là chuyển đổi tín hiệu dòng điện xoay chiều (AC) sang tín hiệu dòng điện một chiều (DC) trong các sản phẩm điện tử.

Diode là linh kiện bán dẫn tiếp giáp PN nổi tiếng trong thế giới vi mạch điện tử. Bởi vì nó được làm bằng vật liệu loại P và N. Nguyên lý hoạt động như một công tắc một chiều cho phép dòng điện chạy theo một hướng.

Hướng dẫn này sẽ nói về sơ đồ chân, tính năng, thông số kỹ thuật, mạch ví dụ và ứng dụng của nó.

Sơ đồ chân 1N4007

[caption id="attachment_6481" align="alignnone" width="606"] Sơ đồ chân 1N4007[/caption]

Nó có hai đầu, Anode (tích điện dương) và Cathode (tích điện âm). Diode có hai trạng thái dựa trên kết nối của cực dương và cực âm.

Để dòng điện chạy từ cực anode sang cực cathode, cực anode phải được nối với điện thế cao hơn cực cathode (phân cực thuận). Dòng điện chạy từ cực anode đến cực cathode được gọi là dòng điện thuận.

Phân cực nghịch sẽ hạn chế dòng điện và có thể làm hỏng thiết bị nếu điện áp đặt vào lớn hơn điện áp đánh thủng nghịch. Trong quá trình phân cực nghịch, dòng điện rò ra ngoài qua diode là không đáng kể so với dòng điện thuận.

Cấu hình chân Diode

Bảng sau đây liệt kê chi tiết chân anode và cathode:

Tên chân	Đặc điểm
Cực anode	Mang điện tích dương và dòng điện luôn đi vào cực cathode.
Cực cathode	Mang điện tích âm và dòng điện luôn di ra cực cathode.

Thời gian phục hồi ngược

Giống như tất cả các diode khác, 1N4007 yêu cầu thời gian khôi phục ngược để phục hồi trong quá trình chuyển từ chế độ phân cực thuận sang chế độ phân cực nghịch. Trong quá trình phục hồi, diode tạo ra một dòng điện nghịch cao và tạo ra nhiệt. (Tìm hiểu thêm diode Zener là gì).

Tần số tín hiệu đầu vào càng cao thì thời gian diode phục hồi trạng thái càng cao. 1N4007 là một diode tần số thấp do thời gian phục hồi cao. Do đó, bạn chỉ nên sử dụng nó cho các ứng dụng tần số thấp.

Tính năng và Thông số kỹ thuật 1N4007

Điện áp nghịch đỉnh: 1000 V
Dòng điện thuận trung bình: 1A
Dòng điện thuận đỉnh không lặp lại: 30A
Nhiệt độ mối nối hoạt động: -550C - 1750C
Công suất tiêu thụ: 3 W
Điện áp thuận: 1.1 V
Dòng điện nghịch: 5 uA
Loại package: DO-41

Một số tính năng khác được đề cập dưới đây:

Điện áp chuyển tiếp giảm
Khả năng chịu dòng điện cao
Dòng điện nghịch gần như không đáng kể
Điện áp đỉnh nghịch rất cao

Mạch ví dụ 1N4007

Bây giờ, chúng ta sẽ xem một số mạch ví dụ của 1N4007:

1N4007 ở chế độ phân biệt thuận và nghịch

Khi điện áp đầu vào được nối với cực anode được so sánh với cực cathode, lúc này diode là phân cực thuận. Khi điện áp đầu vào lớn hơn 0,6 V, diode IN4007 làm ngắn mạch. Điện áp rơi thuận của 1N4007 là 0.6V.

[caption id="attachment_6482" align="alignnone" width="735"] 1N4007 ở chế độ phân biệt thuận và nghịch[/caption]

Hai mạch đại diện cho các trạng thái của diode. Mạch đầu tiên là chế độ phân cực thuận của diode. Cực anode được nối với nguồn điện và cực cathode được nối với mass. Lúc này cực anode của diode có điện thế cao hơn so với cực cathode, do đó dòng điện có giá trị lớn hơn vùng nghèo (depletion region) của nó. Dòng điện chạy qua đèn LED và nó phát sáng.

Mặt khác, mạch thứ hai là chế độ phân cực nghịch của diode trong đó dòng điện không thể chạy qua do giá trị dòng điện ở vùng nghèo (depletion region) của diode và do đó đèn LED không phát sáng.

Bộ điều chỉnh điện áp 1N4007

Mạch sử dụng điốt 1N4007 làm một bộ điều chỉnh điện áp:

[caption id="attachment_6483" align="alignnone" width="624"] Bộ điều chỉnh điện áp 1N4007[/caption]

Một diode có vùng nghèo (depletion region), khi vượt qua vùng này sẽ bị sụt áp còn 0.6 V. Tận dụng sự sụt giảm điện áp này, chúng ta có thể tạo ra một bộ điều chỉnh điện áp theo mong muốn.

Để có được 3V từ nguồn điện 9V, mười điốt 1N4007 được kết nối ngược nhau trong cấu hình nối tiếp. Khi dòng điện thuận chạy từ điốt thứ nhất qua cực anode đến cực cathode, điện áp 0,6V giảm trên điốt thứ nhất và điện áp đầu vào của điốt thứ hai là 9-0.6 = 8,4v.

Quá trình tương tự xảy ra với các điốt khác và điện áp đầu vào giảm dần từ 9 V đến 3 V và có thể được sử dụng cho các thiết bị điện tử có điện áp đinh mức 3V.

Đây không phải là thiết kế được khuyến khích sử dụng cho các dự án thực tế nhưng mạch ví dụ này chỉ để chứng minh cách sử dụng diode 1N4007.