ไดโอด (Diode) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้งานอย่างแพร่หลายในชีวิตประจำวันในเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ เช่น โทรทัศน์ คอมพิวเตอร์ สมาร์ทโฟน และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ที่ต้องการควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าและป้องกันกระแสไฟฟ้าไหลย้อนกลับ ไดโอดยังมีบทบาทสำคัญในวงจรที่เกี่ยวข้องกับการแปลงกระแสไฟฟ้าจากกระแสสลับเป็นกระแสตรง สำหรับไดโอดเปล่งแสงหรือ LED ได้นำมาใช้ในหลอดไฟ LED ที่ประหยัดพลังงาน ป้ายแสดงผลดิจิทัล และไฟสัญญาณต่าง ๆ ที่ใช้ในชีวิตประจำวัน
ไดโอด ทำจากสารกึ่งตัวนำ ช่วยควบคุมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ในทิศทางเดียว และป้องกันกระแสไฟฟ้าไหลย้อนกลับจากอุปกรณ์ประเภทขดลวดต่าง ๆ ทำให้อุปกรณ์ทำงานได้อย่างปลอดภัย ไดโอดจึงเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานที่ใช้งานอย่างแพร่หลายในวงจรไฟฟ้าหลายประเภท โดยเฉพาะในการใช้งานร่วมกับอุปกรณ์ที่ต้องการความปลอดภัยและเสถียรภาพในการทำงาน
ไดโอดประกอบด้วย 2 ขั้ว ได้แก่ ขั้วแอโนด (Anode: A) และขั้วแคโทด (Cathode: K) ขั้วแอโนดต้องต่อเข้ากับขั้วบวก (+) ของแหล่งจ่ายไฟ เช่น ถ่านไฟฉาย ส่วนขั้วแคโทดต้องต่อเข้ากับขั้วลบ (-) ของแหล่งจ่ายไฟ การต่อขั้วของไดโอดให้ถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญ เพราะถ้าต่อผิดขั้ว ไดโอดจะไม่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ส่งผลให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในวงจรทำงานไม่ได้ ตัวอย่างของไดโอดสามารถแสดงได้ในรูปที่ 1 ซึ่งขาของไดโอดที่มีแถบคาดสีเรียกว่าขาแคโทด ส่วนขาที่ไม่มีแถบคาดสีเรียกว่าขาแอโนด
ไดโอดบางชนิดเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านจะให้แสงสว่างออกมา เรียกไดโอดชนิดนี้ว่า “ไดโอดเปล่งแสง” หรือที่รู้จักกันในชื่อ แอลอีดี (LED) ซึ่งย่อมาจาก Light Emitting Diode ขาของไดโอดเปล่งแสงที่ยาวกว่าจะเรียกว่าขาแอโนด ส่วนขาสั้นซึ่งมักจะมีขอบบากเรียกว่าขาแคโทด
ไดโอดเปล่งแสง และไดโอด สามารถเขียนแทนด้วยสัญลักษณ์ดังรูป
ที่มา https://proj14.ipst.ac.th/m3/m3-sci-book2/sci-m3b2-016
การต่อไดโอดให้หลอดไฟฟ้าสว่าง สามารถทำได้โดยการต่อไดโอดแทรกเข้าในวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม ขาของไดโอดที่มีแถบคาดสี (ขาแคโทด) ต้องต่อเข้ากับด้านที่ต่อกับขั้วลบของถ่านไฟฉาย ส่วนขาแอโนดต้องต่อเข้ากับด้านที่ต่อกับขั้วบวกของถ่านไฟฉาย หากต่อขั้วของไดโอดสลับกัน จะไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลในวงจร
ที่มา https://proj14.ipst.ac.th/m3/m3-sci-book2/sci-m3b2-016/
การต่อไดโอดเปล่งแสงให้หลอดไฟฟ้าสว่าง สามารถทำได้โดยการต่อไดโอดเปล่งแสงแบบอนุกรมในวงจรไฟฟ้า ขาสั้นของไดโอดเปล่งแสงซึ่งมักมีขอบบาก (ขาแคโทด) ต้องต่อเข้ากับด้านที่ต่อกับขั้วลบของถ่านไฟฉาย ส่วนขายาว (ขาแอโนด) ต้องต่อเข้ากับด้านที่ต่อกับขั้วบวกของถ่านไฟฉาย เมื่อต่อถูกต้องไดโอดเปล่งแสงจะยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ทำให้มีกระแสไฟฟ้าในวงจรและหลอดไฟสว่าง
ที่มา https://proj14.ipst.ac.th/m3/m3-sci-book2/sci-m3b2-016/
ข้อควรระวังในการใช้งานไดโอดเปล่งแสง
การใช้งานไดโอดเปล่งแสงต้องควบคุมความต่างศักย์ไฟฟ้า ไม่ให้เกินกว่าไดโอดเปล่งแสงแต่ละสีจะรับได้เพื่อให้กระแสไฟฟ้าผ่านไดโอดเปล่งแสงประมาณ 16-18 มิลลิแอมแปร์ แต่ไม่ควรเกิน 20 มิลลิแอมแปร์ หากเกิน 20 มิลลิแอมแปร์ ไดโอดเปล่งแสงจะชำรุดหรือเสียหายได้
การต่อไดโอดและไดโอดเปล่งแสงในวงจรไฟฟ้าให้ถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญ การเข้าใจหลักการทำงานและการต่อขั้วไฟฟ้าอย่างถูกต้อง รวมถึงการควบคุมความต่างศักย์ไฟฟ้าและการเข้าใจคุณสมบัติของไดโอดแต่ละชนิด จะช่วยป้องกันความเสียหายและเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในวงจรไฟฟ้า
เพิ่มเติม : สามารถศึกษาเกี่ยวกับเรื่องไดโอดเพิ่มเติมได้จาก วีดีโอโปรเจคต์ 14 หนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 เล่ม 2 เรื่องหน้าที่ของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐาน ตอนที่ 1 ตัวต้านทาน และไดโอด https://proj14.ipst.ac.th/m3/m3-sci-book2/sci-m3b2-016
อ้างอิง :
- วีดีโอโปรเจคต์ 14 หนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 เล่ม 2 เรื่องหน้าที่ของชิ้นส่วน อิเล็กทรอนิกส์พื้นฐาน ตอนที่ 1 ตัวต้านทาน และไดโอด. สืบค้นเมื่อ 24 สิงหาคม 2567,
จาก https://proj14.ipst.ac.th/m3/m3-sci-book2/sci-m3b2-016 - คู่มือครูหนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 เล่ม 2. สืบค้นเมื่อ 24 สิงหาคม 2567, จาก https://www.scimath.org
- สารกึ่งตัวนำ. สืบค้นเมื่อ 24 สิงหาคม 2567, จาก https://www.scimath.org/lesson-physics/item/7237-2017-06-11-14-15-33
- ทำไมขั้วไฟฟ้าในเชิงเคมีจึงต่างกับขั้วไฟฟ้าในเชิงฟิสิกส์. สืบค้นเมื่อ 24 สิงหาคม 2567, จาก https://www.scimath.org/article-chemistry/item/11208-2019-12-19-04-17-11