Diode คืออะไร ทำหน้าที่อะไร มีกี่ชนิด

อะไร ทำหน้าที่อะไร มีกี่ชนิด

จากวันก่อนมีน้อง เข้ามาถามเรื่องประเภทของไดโอด วันนี้เรามาทำความรู้จักกับไดโอดกันให้มากขึ้นครับ

ไดโอด (Diode) เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สารกึ่งตัวนำ มี 2 ขั้วคือ P และขั้ว N ถูกออกแบบมาเพื่อควบคุมทิศทางการไหลของประจุไฟฟ้า ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลไปในทิศทางเดียว และป้องกันกระแสการไหลกลับทิศทางเดิม หากมองหลักการทำงานก็เหมือนกับวาล์วน้ำทิศทางเดียวไม่ยอมให้น้ำไหลกลับ ซึ่งนับเป็นประโยชน์อย่างมากในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เช่นวงจรบริดจ์แปลงกระแสไฟฟ้ากระแสสลับ หรือป้องกันการสลับขั้วให้แก่วงจรอิเล็กทรอนิกส์

หน้าที่ของ Diode

• ควบคุมทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้า: กระแสจะไหลได้จากขา Anode ไปยังขา Cathode เท่านั้น
• แปลงไฟฟ้า AC เป็น DC (Rectifier): ใช้ในวงจรเพาเวอร์ซัพพลาย
• ป้องกันไฟย้อนกลับ: ป้องกันไม่ให้ไฟฟ้าไหลย้อนกลับเข้าไปทำลายวงจร
• ตัดสัญญาณ: ใช้ในวงจรสื่อสารเพื่อควบคุมการส่งผ่านของสัญญาณ

โครงสร้างและสัญลักษณ์

• ไดโอดมีขั้ว 2 ขั้ว คือ
  - Anode (A): ขั้วบวก
  - Cathode (K): ขั้วลบ
  โดยสัญลักษณ์ในวงจรจะมีลักษณะเป็นลูกศรชี้ไปที่เส้น ซึ่งแสดงถึงทิศทางของกระแส

ประเภทของไดโอดชนิดต่างๆ

• ไดโอดเปล่งแสงหรือแอลอีดี (LED) เป็นไดโอดที่ใช้สารประเภทแกลเลี่ยมอาร์เซไนต์ฟอสไฟต์ (Gallium Arsenide Phosphide) หรือแกลเลี่ยมฟอสไฟต์ มาเป็นสารกึ่งตัวนำ สารเหล่านี้มีคุณสมบัติเมื่อได้รับไบอัสตรง จะเกิดแสงที่ตัวไดโอด LED ปัจจุบันนิยมนำมาใช้แทนหลอดไฟเพราะให้แสงสว่างที่มากกว่าและประหยัดไฟกว่า
• โฟโตไดโอด (Photo Diode) เป็นไดโอดที่อาศัยแสงจากภายนอก การต่อโฟโตไดโอดเพื่อใช้งานจะเป็นแบบไบอัสกลับ ทั้งนี้เพราะไม่ต้องการให้โฟโตไดโอดทำงานทันที โฟโตไดโอดเมื่อได้รับแสงสว่างจะเกิดกระแสรั่วไหล ซึ่งจะเพิ่มขึ้นตามความเข้มของแสง
• ไดโอดกำลัง (Power Diode) นิยมนำมาใช้กับงานที่กำลังไฟฟ้าสูง กระแสสูง ทนความร้อนได้อย่างดี นิยมนำมาใช้ประกอบเป็นวงจรเรียงกระแสในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
• ซีเนอร์ไดโอด (Zener Diode) เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ การต่อจะเป็นแบบไบอัสกลับ นิยมนำมาใช้ควบคุมแรงดันที่ต้องการให้คงที่ เช่น ในอุปกรณ์แหล่งจ่ายไฟ หรือโวลเทจเรกูเลเตอร์

การใช้งานใน Arduino และวงจรทั่วไป

• ใช้ป้องกันไฟย้อนกลับจากมอเตอร์ในวงจร Relay
• ใช้ในวงจรแปลงไฟ AC เป็น DC
• ใช้ร่วมกับ LED เพื่อควบคุมแสงสว่างหรือส่งสัญญาณ
• ใช้ Zener Diode เพื่อควบคุมแรงดันไฟในวงจรไมโครคอนโทรลเลอร์

Diode คือส่วนประกอบพื้นฐานในงานอิเล็กทรอนิกส์ ที่ช่วยให้วงจรทำงานได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพมากขึ้น ไม่ว่าจะเป็นการป้องกันแรงดันย้อนกลับ แปลงไฟ หรือควบคุมสัญญาณ ซึ่งไดโอดมีหลากหลายชนิดให้เลือกใช้ตามลักษณะการใช้งานที่เหมาะสม