อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
หลักการทำงาน
การจะนำไดโอดไปใช้งานจะต้องมีการจ่ายไบอัสหรือจัดแรงไฟให้ตัวไดโอด เพื่อทำให้ไดโอดนำกระแสและหยุดนำกระแส สามารถจ่ายไบอัสได้สองวิธีคือ ไบอัสตรง (Forward Bias) และไบอัสกลับ (Reverse Bias)
ไบอัสตรง (Forward Bias)
สารกึ่งตัวนำชนิดพี ซึ่งมีโฮลเป็นพาหะส่วนใหญ่มาเชื่อมต่อกับสารกึ่งตัวนำชนิดเอ็น ซึ่งมีอิเล็กตรอนเป็นพาหะส่วนใหญ่ ( พาหะ คือ อิเล็กตรอนหรือโฮลที่เคลื่อนที่) จะทำให้อิเล็กตรอนของสารกึ่งตัวนำชนิดเอ็น เคลื่อนที่ผ่านรอยต่อเข้าไปหาโฮลในสารกึ่งตัวนำชนิดพี และก็เสมือนกับว่าโฮลในสารกึ่งตัวนำชนิดพี เคลื่อนที่ข้ามรอยต่อเข้าไปหาสารกึ่งตัวนำชนิดเอ็น การเคลื่อนที่ของพาหะส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นบริเวณใกล้รอยต่อพีเอ็น ในบริเวณใกล้รอยต่อนี้จะเป็นบริเวณปลอดพาหะเพราะมีแต่โฮลกับอิเล็กตรอนเท่านั้น ทำให้เกิดสนามไฟฟ้าขึ้น สนามไฟฟ้านี้จะต้านการเคลื่อนที่ของพาหะส่วนใหญ่ของสารกึ่งตัวนำทั้งสองไม่ให้เคลื่อนที่ผ่านรอยต่อ เรียกสภาวะนี้ว่าสภาวะสมดุล ในสภาวะสมดุลนี้ที่รอยต่อสารกึ่งตัวนำชนิดซิลิกอน จะมีความต่างศักย์ที่บริเวณปลอดพาหะประมาณ 0.7 โวลต์ และสารกึ่งตัวนำชนิดเยอรมันเนียมจะมีความต่างศักย์บริเวณปลอดพาหะประมาณ 0.3 โวลต์ ศักย์ไฟฟ้านี้จะมีค่าลดลงเรื่อย ๆ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น
เมื่อไดโอดได้รับไบอัสตรง โดยต่อศักย์บวกของแหล่งจ่ายไฟฟ้าเข้ากับขา A และต่อศักย์ลบกับขา K ไฟลบจะไปผลักอิเล็กตรอนอิสระในสารชนิดเอ็นให้เคลื่อนที่ได้ ในเวลาเดียวกันไฟบวกที่จ่ายให้สารชนิดพีจะดึงดูดอิเล็กตรอนให้เคลื่อนที่เข้ามาหา และจะผลักโฮลให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้า อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ผ่านสารชนิดพีเข้าศักย์ไฟบวกของแหล่งจ่าย และเคลื่อนที่ผ่านแหล่งจ่ายไปยังขา K ของสารชนิดเอ็นเกิดกระแสไหลผ่านไดโอด แรงดันไบอัสตรงที่จ่ายให้ไดโอดจะต้องจ่ายแรงดันไบอัสมากกว่า ศักย์ไฟฟ้าที่ตกคร่อมอยู่ตรงรอยต่อ ค่าแรงดันนี้จะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับชนิดของสารที่ใช้ผลิตไดโอด ไดโอดที่ผลิตจากสารเยอรมันเนียมจะมีแรงดัน 0.3 V ส่วนไดโอดที่ผลิตจากสารซิลิคอนจะมีแรงดัน 0.7 V ดังนั้นการจ่ายแรงดันไบอัสตรงจะต้องจ่ายให้มากกศักย์ไฟฟ้าที่ตกคร่อมรอยต่อ ซึ่งเมื่อไดโอดนำกระแสแล้วก็จะมีแรงดันตกคร่อมรอยต่อไดโอดเท่ากับ 0.3 V ในไดโอดชนิดเยอรมันเนียม (Ge) และเท่ากับ 0.7 V ในไดโอดชนิดซิลิคอน (Si)
ไบอัสกลับ (Reverse Bias)
ไบอัสกลับหรือเรียกว่า รีเวิร์ส เป็นการจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับไดโอดแบบกลับขัวคือจ่ายศักย์ไฟบวกให้สารชนิดเอ็นจ่ายศักย์ไฟลบให้สารชนิดพีจะมีผลให้เกิดการทำงานดังนี้
ศักย์ไฟบวกที่จ่ายให้ขา K จะดึงดูดอิเล็กตรอนอิสระในสารชนิดเอ็นเคลื่อนตัวออกห่างรอยต่อส่วนศักย์ไฟลบที่จ่ายให้ขา A จะดึงโฮลจากสารชนิดพีเคลื่อนตัวออกห่างรอยต่อเช่นกันทำให้รอยต่อกว้างมากขึ้นอิเล็กตรอนวิ่งไม่ครบวงจร ไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลในตัวไดโอด แต่อาจจะมีกระแสรั่วไหล (Leakage Current) บ้างเล็กน้อย โดยค่ากระแสรั่วไหลในไดโอดที่ผลิตจากสารเยอรมันเนียมจะมากกว่าไดโอดที่ผลิตจากซิลิคอน
