หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ 

การทดลองเสมือน

บทความพิเศษ

ธรรมชาติมหัศจรรย์

 

 
 

กลับเข้าหน้าแรก

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ

ไดโอดคืออะไร

    ไดโอดเป็นวัสดุสารกึ่งตัวนำ ที่เราสามารถเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติการนำไฟฟ้าของมันได้   ปกติวัสดุสารกึ่งตัวนำเป็นตัวนำไฟฟ้าที่เลว  ถ้าเราใส่สารเจือปนเข้าไป  เราสามารถควบคุมการนำไฟฟ้าให้มากหรือน้อยได้   เราเรียกวิธีนี้ว่า  การโดปปิ้ง  (doping) 

     ส่วนใหญ่หลอด  LED  ใช้สาร  อลูมิเนียมกัลเลียม อาร์เซไนล์  ( alumnium-gallium-arsenide ) ย่อเป็น  AlGaAs  เป็นสารกึ่งตัวนำ ถ้ายังไม่ได้ใส่สารเจือปน  พันธะในอะตอมจะเกาะกันอย่างแข็งแรง  ไม่มีอิเล็กตรอนอิสระ  ประจุไฟฟ้าลบ) หรือมีอยู่น้อย  ดังนั้นมันจึงไม่ค่อยจะนำกระแส   แต่เมื่อทำการโดป  โดยการเติมสารเจือปน  ทำให้ความสมดุลของวัสดุเปลี่ยนไป 

      เมื่อเราใส่สารเจือปนแล้วทำให้อิเล็กตรอนอิสระในสารกึ่งตัวนำเพิ่มขึ้น   เรียกว่าสารประกอบชนิด  N    ส่วนสารกึ่งตัวนำที่ใส่สารเจือปนแล้ว มีประจุไฟฟ้าบวกหรือมีหลุมและ โฮลเพิ่มขึ้น   เรียกว่าสารประกอบชนิด  P    โฮล (hole) ในภาษาอังกฤษมีความหมายว่าหลุม  โดยเปรียบอิเล็กตรอนอิสระได้กับลูกหิน และปรจุบวกเป็นหลุมหรือโฮล ที่ลูกหินจะไหลมาตกนั่นเอง

      ไดโอดเกิดจากการนำสารกึ่งตัวนำชนิด  ติดเข้ากับสารกึ่งตัวนำชนิด  P   เชื่อมสายไฟเข้ากับขั้วไฟฟ้าทั้งสอง    เมื่อยังไม่มีการให้แรงดันไฟฟ้า  อิเล็กตรอนอิสระจาก  จะเคลื่อนที่ข้ามรอยต่อไปที่ P   เกิดโซนดีพลีชั่น (depletion)  ขึ้น  โซนนี้เปรียบเทียบได้กับกำแพงป้องกันการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน ถ้าโซนนี้มีขนาดใหญ่ขึ้น การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระจะยากขึ้น    และอาจทำให้อิเล็กตรอนหยุดการเคลื่อนที่ได้  อย่างไรก็ตามถ้าควบคุมให้โซนนี้เล็กลง การเคลื่อนที่ก็จะง่ายขึ้น  

อิเล็กตรอนอิสระจาก  เคลื่อนที่ข้ามรอยต่อไปลงหลุมที่ P   ทำให้เกิดโซนดีพลีชั่น เป็นฉนวนกั้นการไหลของอิเล็กตรอน

      เพื่อจะทำให้อิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนที่ผ่านโซนนี้ได้ง่ายขึ้น  เราต้องทำให้โซนนี้แคบลง  โดยการต่อขั้ว  ของไดโอดเข้ากับขั้วลบของแบตเตอรี่   และขั้วบวกเข้ากับขั้ว P   ทำให้อิเล็กตรอนอิสระใน N ถูกดันด้วยแรงดันทางไฟฟ้า  ส่วนโฮลขั้ว จะถูกดันด้วยแรงทางไฟฟ้าเช่นเดียวกัน    ถ้าเราให้แรงดันทางไฟฟ้ามากพอ โซนนี้จะแคบจนหายไป  และอิเล็กตรอนอิสระสามารถเคลื่อนที่ผ่านรอยต่อได้อย่างง่ายดาย  เหมือนกับไม่มีแรงเสียดทาน หรือความต้านทาน

      

เมื่อต่อขั้วลบของแบตเข้ากับ และขั้วบวกเข้ากับ ทำให้อิเล็กตรอนอิสระสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ  เหมือนกับไม่มีความต้านทาน

     ในทางกลับกัน  ถ้าคุณต่อขั้วลบเข้ากับ และขั้วบวกเข้ากับ N   การไหลของอิเล็กตรอนจะเป็นไปได้ยาก เพราะการเคลื่อนที่เป็นไปในทิศทางตรงกันข้าม  โซนดีพลีชั่นจะหนาขึ้น  เป็นกำแพงกั้นการไหลของกระแสไฟฟ้า

เมื่อต่อขั้วบวกของแบตเข้ากับ และขั้วลบเข้ากับ P โซนดีพลีชั่นมีขนาดกว้างขึ้น   อิเล็กตรอนและโฮลไม่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ

     การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระและโฮล เป็นสาเหตุให้เกิดแสงขึ้นแต่มันเกิดขึ้นได้อย่างไรละ   ในหน้าถัดไปเรามาดูกัน

 

 

<< หน้าก่อน      หน้าถัดไป >>

 

1. บทนำ

2. ไดโอดคืออะไร

3. ไดโอดให้แสงได้อย่างไร

4. ข้อได้เปรียบ

5. ลิงค์ที่เกี่ยวข้อง

 

 

 

 

 

ข้อสอบเอนทรานซ์

 

พจนานุกรมฟิสิกส์

ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)

ฟิสิกส์ 2

แก้ปัญหาฟิสิกส์ด้วยภาษา c

ฟิสิกส์พิศวง

•

วีดีโอการเรียนการสอน

• การหมุนของลูกข่างกับการตกของแมว
• ความเสถียรภาพของลูกข่าง
• ฮาร์ดดิสก์ทำงานอย่างไร
• เอ็นโทรปี

ตารางธาตุ(ไทย1)   2  (Eng)

  ภาพประจำสัปดาห์
 
• ความรู้รอบตัวทั่วไป
• ดาราศาสตร์พิศวง 
• อัลเบิร์ต ไอส์ไตน์ กับกฏการสมมูลของมวล
• ว่าวของแฟลงกลิน
• ระเบิดนิวเคลียร์ทำงานอย่างไร
แบบฝึกหัดโลหะวิทยา
• เครื่องจักรสเตอริ่ง
• ทฤษฎีความอลวน
 

เอกสารคำสอนฟิสิกส์ 1

 

ฟิสิกส์  2 (บรรยาย)

 

สูตรพื้นฐานฟิสิกส์

 

แบบฝึกหัดโลหะวิทยา

  การทำงานของอุปกรณ์ทางฟิสิกส์
 

เกมออนไลน์คลายเคลียด

 

หลักสูตรของภาควิชา