💡

ไดโอด (Diode)

Diode

PN Junction • LED • Zener Diode • การอ่านขั้ว Anode/Cathode

PN Junction • LED • Zener Diode • Anode/Cathode polarity

วัตถุประสงค์การเรียนรู้Learning Objectives
  • อธิบายโครงสร้าง PN Junction และการนำกระแสทางเดียวของไดโอดได้
  • บอกความแตกต่างระหว่างไบแอสตรง (Forward) และไบแอสกลับ (Reverse) ได้
  • อ่านกราฟคุณลักษณะ I-V และบอกแรงดันตก Vf ได้
  • บอกชนิดของไดโอด (Rectifier / LED / Zener / Schottky) และการใช้งานได้
  • อ่านขั้ว Anode/Cathode และตรวจสอบไดโอดด้วยมัลติมิเตอร์ได้
  • อธิบายวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นและเต็มคลื่นได้
  • Explain the PN junction structure and a diode's one-way conduction
  • Distinguish forward bias from reverse bias
  • Read the I-V characteristic curve and identify the forward voltage Vf
  • Identify diode types (Rectifier / LED / Zener / Schottky) and their uses
  • Read Anode/Cathode polarity and test a diode with a multimeter
  • Explain half-wave and full-wave rectifier circuits
ไดโอดคืออะไรWhat is a Diode?

ไดโอดเป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ทางเดียว ประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำชนิด P และชนิด N ต่อกัน เรียกว่า PN Junction

A diode is a semiconductor device that allows current to flow in only one direction. It is made by joining P-type and N-type semiconductors, forming a PN Junction.

ขั้วTerminal สัญลักษณ์Symbol คำอธิบายDescription
Anode (A) + ขั้วบวก — กระแสไหลเข้าPositive terminal — current flows in
Cathode (K) − ขั้วลบ — กระแสไหลออกNegative terminal — current flows out
สัญลักษณ์และการต่อวงจรSymbol & Circuit Connection
A K Anode Cathode ← กระแสไหล → ← current flows →

กระแสไหลจาก Anode → Cathode (Forward Bias) Current flows from Anode → Cathode (Forward Bias)

การไบแอส (Biasing)Biasing

Forward Bias (ไบแอสตรง)Forward Bias

ต่อ Anode กับขั้วบวก, Cathode กับขั้วลบ → ไดโอดนำไฟฟ้า กระแสไหลผ่านได้ แรงดันตก (Vf) ประมาณ 0.6–0.7 V สำหรับไดโอดซิลิกอน

Connect Anode to +, Cathode to − → diode conducts. Forward voltage drop (Vf) ≈ 0.6–0.7 V for silicon diodes.

Reverse Bias (ไบแอสกลับ)Reverse Bias

ต่อ Anode กับขั้วลบ, Cathode กับขั้วบวก → ไดโอดไม่นำไฟฟ้า กระแสไม่ไหล (ยกเว้นกระแสรั่วเล็กน้อย)

Connect Anode to −, Cathode to + → diode blocks current (only a tiny leakage current flows).

กราฟคุณลักษณะ I-V (I-V Characteristic)I-V Characteristic Curve

กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงดัน (V) และกระแส (I) ของไดโอด แบ่งเป็น 3 ช่วงหลัก

The I-V curve shows the relationship between voltage (V) and current (I) across three key regions.

V I 0 Vf VBR Forward Region กระแสรั่ว Breakdown Forward Region Leakage Breakdown
Forward Region Forward Region

เมื่อ V > Vf (~0.7 V) กระแสไหลพุ่งขึ้นอย่างรวดเร็ว ไดโอดนำไฟฟ้า

When V > Vf (~0.7 V), current rises sharply — diode conducts.

Reverse Region Reverse Region

กระแสรั่ว (IR) น้อยมาก ระดับ µA ไดโอดแทบไม่นำไฟฟ้า

Very small leakage current (µA level) — diode barely conducts.

Breakdown

เมื่อ Reverse Voltage เกิน VBR กระแสทะลักกลับ (ทำลายไดโอดทั่วไป แต่ Zener ออกแบบมาใช้ตรงนี้)

When reverse voltage exceeds VBR, current surges back. Destroys normal diodes — but Zener diodes are designed for this region.

คุณสมบัติและชนิดProperties & Types
  • ยอมให้กระแสไหลทางเดียว (Forward) และกั้นทางกลับ (Reverse)
  • มีแรงดันตกคร่อมขณะนำกระแส (Vf) — ซิลิคอน ~0.7 V, ชอตต์กี ~0.3 V
  • มีขั้ว: Anode (+) และ Cathode (−) — ต่อกลับขั้วจะไม่ทำงาน
  • ใช้แปลงไฟ (Rectify), ป้องกันกลับขั้ว, ควบคุมแรงดัน, แสดงผล
  • Allows current in one direction (forward), blocks the reverse
  • Has a forward voltage drop (Vf) — silicon ~0.7 V, Schottky ~0.3 V
  • Polarized: Anode (+) and Cathode (−) — reversed = no conduction
  • Used for rectifying, reverse-polarity protection, voltage regulation, indication
💡 จุดสังเกตสำคัญ
เลือกไดโอดให้ดู 3 อย่าง:
① กระแสสูงสุด (IF) ต้องมากกว่ากระแสในวงจร
② แรงดันทนกลับ (VR / PIV) ต้องสูงกว่าแรงดันที่กั้น
③ แรงดันตก Vf — ยิ่งต่ำยิ่งสูญเสียน้อย 💡 Key things to check
Pick a diode by 3 ratings:
① Max current (IF) must exceed the circuit current
② Reverse voltage (VR / PIV) must exceed the blocked voltage
③ Forward drop Vf — lower means less loss
Rectifier diode 1N400x

⚡ ไดโอดเรียงกระแสRectifier

1N4001 – 1N4007
Vf ~0.7 V ความถี่ต่ำLow freq

ไดโอดซิลิคอนสำหรับ แปลงไฟ AC → DC ทนกระแส/แรงดันสูง แต่ตอบสนองช้า เหมาะกับความถี่ต่ำ (50–60 Hz) — เบอร์ยอดนิยมคือซีรีส์ 1N400x

Silicon diode for AC → DC rectification, with high current/voltage ratings but slow switching — best at low frequency (50–60 Hz). The 1N400x series is the classic choice.

🔧 ใช้: แหล่งจ่ายไฟ, ป้องกันต่อกลับขั้ว🔧 Use: power supplies, reverse-polarity protection
Red LED 5mm

💡 แอลอีดีLED

Light Emitting Diode
Vf 1.8–3.3 V If ~10–20 mA

เปล่งแสงเมื่อมีกระแสไหลทาง forward — แรงดันตกขึ้นกับสี (แดงต่ำ, น้ำเงิน/ขาวสูง) ต้องต่อตัวต้านทานอนุกรมเสมอ เพื่อจำกัดกระแส

Emits light when forward current flows — Vf depends on color (red low, blue/white high). Always needs a series resistor to limit current.

🔧 ใช้: ไฟแสดงสถานะ, จอแสดงผล, ไฟส่องสว่าง🔧 Use: indicators, displays, lighting
Zener diode (glass body)

🛡️ ซีเนอร์Zener

Zener Diode
ทำงาน reverseReverse bias Vz คงที่

ออกแบบให้ทำงานใน reverse bias ที่แรงดันพังทลายคงที่ (Vz) จึงใช้ อ้างอิง/ควบคุมแรงดัน ให้คงที่ได้ (เช่น 5.1 V, 12 V)

Designed to operate in reverse bias at a fixed breakdown voltage (Vz), so it provides a stable voltage reference/regulation (e.g. 5.1 V, 12 V).

🔧 ใช้: เรกูเลตแรงดัน, อ้างอิงแรงดัน, ป้องกันแรงดันเกิน🔧 Use: voltage regulation/reference, over-voltage clamp
Schottky diode 1N5819

⚡ ชอตต์กีSchottky

1N5817 – 1N5819
Vf ~0.2–0.3 V เร็วมากVery fast

แรงดันตกต่ำและ สวิตช์เร็วมาก สูญเสียพลังงานน้อย เหมาะกับความถี่สูง — ข้อด้อยคือกระแสรั่วกลับ (leakage) สูงกว่าไดโอดทั่วไป

Low forward drop and very fast switching with low losses, ideal for high frequency — downside is higher reverse leakage than a normal diode.

🔧 ใช้: สวิตชิ่งเพาเวอร์, วงจรความถี่สูง, โซลาร์🔧 Use: switching supplies, high-frequency, solar
Fast / ultra-fast recovery diode

⏱️ ฟาสต์/อัลตราฟาสต์ รีคัฟเวอรีFast / Ultra-Fast Recovery

FR10x · UF400x · MUR / HER
trr สั้นshort ความถี่สูงHigh freq

ไดโอดทั่วไป (1N400x) พอกระแสสลับทิศ จะ "ปิดไม่ทัน" — มีช่วงสั้นๆ ที่กระแสยังไหลย้อนกลับได้ เรียกว่า เวลาคืนตัว (trr) ตัวนี้ถูกออกแบบให้ปิดเร็วกว่ามาก (เร็วกว่าเป็นร้อยเท่า) จึงใช้กับวงจรที่สวิตช์เร็วๆ ได้โดยไม่ร้อนและไม่สูญเสียพลังงาน

When the current reverses, an ordinary diode (1N400x) can't "turn off" instantly — for a brief moment current still leaks backwards. That delay is the recovery time (trr). This diode turns off far faster (hundreds of times faster), so it handles fast-switching circuits without heating up or wasting power.

🔧 ใช้: แหล่งจ่ายสวิตชิ่ง (SMPS), flyback, อินเวอร์เตอร์, freewheeling/snubber🔧 Use: switching supplies (SMPS), flyback, inverters, freewheeling/snubber
TVS diode (P6KE/1.5KE axial)

💥 ทีวีเอส (กันไฟกระชาก)TVS (Transient Suppressor)

TVS — P6KE · 1.5KE · SMAJ/SMBJ
ตอบสนองระดับ psps response Uni / Bi-directional

ไดโอดป้องกันแรงดันเกินชั่วขณะ (Transient Voltage Suppressor) — สภาวะปกติไม่นำกระแส แต่เมื่อมีไฟกระชาก/สไปก์เกินแรงดันพังทลาย จะนำกระแสทันที (เร็วระดับพิโกวินาที) เพื่อหนีบ (clamp) แรงดันไว้ไม่ให้ถึงวงจร — หลักการคล้ายซีเนอร์ แต่ออกแบบให้รับพลังงานพัลส์สูงมากช่วงสั้นๆ (หลักร้อย–พันวัตต์) มีทั้งแบบทิศเดียว (uni) และสองทิศ (bi) สำหรับสาย AC/สายสัญญาณ

A Transient Voltage Suppressor — normally off, but when a surge/spike exceeds its breakdown voltage it conducts within picoseconds to clamp the voltage away from your circuit. Works like a Zener, but is built to absorb very high pulse power in short bursts (hundreds to thousands of watts). Comes uni-directional and bi-directional (for AC/signal lines).

🔧 ใช้: กันฟ้าผ่า/ESD ที่พอร์ต USB·LAN·สายสัญญาณ, กัน load dump ในรถยนต์, คร่อมไฟเลี้ยง🔧 Use: lightning/ESD protection on USB·LAN·signal ports, automotive load dump, across supply rails
Photodiode

📷 โฟโตไดโอดPhotodiode

Photodiode
ไวต่อแสงLight sensitive ทำงาน reverseReverse bias

แปลงแสงเป็นกระแส — เมื่อมีแสงตกกระทบจะมีกระแสรั่วกลับเพิ่มตามความเข้มแสง ทำงานใน reverse bias ใช้เป็นเซ็นเซอร์

Converts light into current — incident light increases the reverse current in proportion to intensity. Operates in reverse bias as a sensor.

🔧 ใช้: เซ็นเซอร์แสง, รีโมต IR, วัดแสง🔧 Use: light sensors, IR remotes, light metering
Bridge rectifier (KBP)

🔲 บริดจ์เรกติไฟเออร์Bridge Rectifier

Bridge Rectifier (KBP, KBU…)
ไดโอด 4 ตัว4 diodes Full-Wave

รวมไดโอด 4 ตัวต่อเป็นบริดจ์ ในตัวถังเดียว (ขา ~/~ และ +/−) ทำ เรียงกระแสเต็มคลื่น ได้ทันที สะดวกกว่าต่อไดโอดเอง

Four diodes in a bridge inside one package (~/~ and +/− pins) for full-wave rectification in a single part — handier than wiring diodes yourself.

🔧 ใช้: ภาคเรียงกระแสในแหล่งจ่ายไฟ AC→DC🔧 Use: AC→DC rectifier stage in power supplies
เลือกอะไรดี: Si ธรรมดา / Schottky / Ultra-Fast?Which Diode: Standard Si, Schottky or Ultra-Fast?

ดูแค่ 2 อย่าง: ความถี่ของงาน กับ แรงดันของงาน — แล้วคำตอบมีแค่ 3 แบบ

Look at just two things — the frequency and the voltage of the job — and there are only three answers.

งานแบบไหนThe job เลือกPick เหตุผลWhy
เรียงกระแสไฟบ้าน 50 HzRectifying 50 Hz mains 🔧 Si ธรรมดาstandard
(1N4007)		 ถูก ทนถึง 1000 V — ที่ 50 Hz คาบยาว 20,000 µs ค่า trr ~30 µs จึงไม่มีผลเลยCheap, rated 1000 V — at 50 Hz the period is 20,000 µs, so a trr of ~30 µs doesn't matter at all
ความถี่สูง + แรงดันต่ำ (5–24 V เช่นเอาต์พุต USB, DC-DC, โซลาร์)High frequency + low voltage (5–24 V: USB outputs, DC-DC, solar) ⚡ Schottky
(1N5819)		 ไม่มี reverse recovery เลย + Vf ต่ำสุด (~0.2–0.3 V) ประสิทธิภาพดีสุด — แต่ทนแรงดันย้อนได้น้อย (~40 V)No reverse recovery at all + lowest Vf (~0.2–0.3 V), best efficiency — but low reverse rating (~40 V)
ความถี่สูง + แรงดันสูง (เกิน ~100 V เช่นภาคสวิตชิ่งฝั่งไฟบ้าน, อินเวอร์เตอร์, LED driver)High frequency + high voltage (above ~100 V: mains-side switching, inverters, LED drivers) ⏱️ Ultra-Fast
(UF4007)		 จุดที่ Schottky ไปไม่ถึง — ยอมจ่าย Vf ~1 V แลกกับ trr ~75 ns ที่ปิดทันทุกลูกคลื่นWhere Schottky can't go — trade a ~1 V Vf for a ~75 ns trr that turns off in time every cycle
💡 เห็นครบทั้งสามในของชิ้นเดียว: ที่ชาร์จมือถือ — บริดจ์ฝั่งไฟบ้านใช้ Si ธรรมดา (50 Hz), ไดโอด clamp ฝั่งไพรมารีที่เจอสไปค์สูง + ~100 kHz ใช้ Ultra-Fast, ส่วนเอาต์พุต 5 V ใช้ Schottky 💡 All three in one device: a phone charger — the mains-side bridge uses standard Si (50 Hz), the primary-side clamp diode facing high spikes at ~100 kHz uses Ultra-Fast, and the 5 V output uses Schottky
การอ่านขั้วไดโอดIdentifying Diode Polarity

จากตัวถัง

From the Package

  • แถบสีขาว/เงิน บนตัวถัง = ขั้ว Cathode (K)
  • ด้านที่ไม่มีแถบ = ขั้ว Anode (A)
  • LED: ขา ยาว = Anode, ขา สั้น = Cathode
  • LED: ขอบแบน (Flat) ของตัวถัง = Cathode
  • White/silver band on body = Cathode (K)
  • Side without band = Anode (A)
  • LED: Long leg = Anode, Short leg = Cathode
  • LED: Flat edge on body = Cathode

วัดด้วย Multimeter

Measuring with Multimeter

  • ตั้งมัลติมิเตอร์ที่ Diode Test (สัญลักษณ์ ▶|)
  • สาย แดง (+) แตะ Anode, ดำ (−) แตะ Cathode → มิเตอร์แสดงค่า ~0.5–0.7 V (Forward Bias)
  • สลับสาย → มิเตอร์แสดง OL หรือ 1 (Reverse Bias)
  • Set multimeter to Diode Test mode (▶| symbol)
  • Red (+) probe on Anode, Black (−) on Cathode → meter shows ~0.5–0.7 V (Forward Bias)
  • Swap probes → meter shows OL or 1 (Reverse Bias)
แรงดันตกคร่อมของ LED แต่ละสีLED Forward Voltage by Color

แรงดันตกคร่อม (Vf) ของ LED จะต่างกันตามสีและวัสดุสารกึ่งตัวนำที่ใช้ผลิต โดยทั่วไปยิ่งสีมีความยาวคลื่นสั้น แรงดันตกจะยิ่งสูง

LED forward voltage (Vf) varies by color depending on the semiconductor material used. Shorter wavelength colors generally have higher Vf.

สีColor ตัวอย่างSample Vf (V)
อินฟราเรด (IR)Infrared (IR) 1.2 – 1.6
แดง (Red)Red 1.8 – 2.2
ส้ม (Orange)Orange 2.0 – 2.2
เหลือง (Yellow)Yellow 2.0 – 2.4
เขียว (Green)Green 2.0 – 3.5
น้ำเงิน (Blue)Blue 3.0 – 3.5
ขาว (White)White 3.0 – 3.4
ม่วง / UVViolet / UV 3.0 – 4.0

* ค่า Vf เป็นค่าอ้างอิงทั่วไป อาจแตกต่างกันตามยี่ห้อและกระแส If ที่ใช้งาน

* Vf values are typical references and may vary by manufacturer and operating current If.

การต่อ LED ในวงจรConnecting LED in a Circuit

LED ต้องต่อ ตัวต้านทานอนุกรม เสมอ เพื่อจำกัดกระแสไม่ให้ LED ไหม้

An LED always requires a series resistor to limit current and prevent damage.

สูตรคำนวณ R: Formula for R:

R = (Vsupply − Vf) / If

Vsupply = แรงดันไฟเลี้ยง (V)  |  Vf = แรงดันตกของ LED (~2 V)  |  If = กระแส LED (~10–20 mA) Vsupply = supply voltage  |  Vf = LED forward voltage (~2 V)  |  If = LED current (~10–20 mA)

ตัวอย่าง: ไฟ 5 V, LED สีแดง Vf = 2 V, If = 10 mA

Example: 5 V supply, red LED Vf = 2 V, If = 10 mA

R = (5 − 2) / 0.01 = 300 Ω

ใช้ตัวต้านทาน 330 Ω (ค่ามาตรฐานที่ใกล้ที่สุด)

Use 330 Ω (nearest standard value)

วงจรเรียงกระแส (Rectifier Circuit)Rectifier Circuit

Half-Wave Rectifier (เรียงกระแสครึ่งคลื่น)

Half-Wave Rectifier

ใช้ไดโอด 1 ตัว — ยอมให้ผ่านเฉพาะครึ่งคลื่นบวก (positive half-cycle) เท่านั้น

Uses 1 diode — passes only the positive half-cycle of AC.

~ RL D1 AC เข้า AC in 0 DC ออก DC out

ประสิทธิภาพต่ำ — ใช้งานเพียง 50% ของคลื่น AC

Low efficiency — uses only 50% of the AC waveform.

Full-Wave Bridge Rectifier (เรียงกระแสเต็มคลื่น)

Full-Wave Bridge Rectifier

ใช้ไดโอด 4 ตัว ต่อเป็นบริดจ์ — เรียงได้ทั้งครึ่งคลื่นบวกและลบ

Uses 4 diodes in a bridge — rectifies both positive and negative half-cycles.

~ D1 D2 D3 D4 + − RL แหล่งจ่าย AC AC source DC ออก DC out

ครึ่งคลื่นบวก: D1 + D4 นำกระแส  |  ครึ่งคลื่นลบ: D3 + D2 นำกระแส — กระแสผ่านโหลดทิศเดียวกันเสมอ

Positive half: D1 + D4 conduct  |  Negative half: D3 + D2 conduct — load current always flows the same direction.

AC เข้า AC in 0 DC ออก DC out

ประสิทธิภาพสูง — ใช้งานทั้ง 100% ของคลื่น AC ระลอกแรงดัน (ripple) น้อยกว่า Half-Wave

High efficiency — uses 100% of the AC waveform with lower voltage ripple than half-wave.

ประเภทType จำนวนไดโอดDiodes ประสิทธิภาพEfficiency Vout(avg) Ripple
Half-Wave 1 40.6% 0.318 × Vpeak 1.21 × f
Full-Wave Bridge 4 81.2% 0.637 × Vpeak 2 × f

f = ความถี่ไฟ AC (50 Hz ในประเทศไทย) | ต่อ Capacitor คร่อม RL เพื่อลด ripple

f = AC frequency (50 Hz in Thailand) | Add a capacitor across RL to smooth ripple.

🔬 ทดลอง: แปลง AC เป็น DC (โต้ตอบได้)🔬 Interactive Lab: AC → DC Rectifier

เลือก วงจรเรียงกระแส, ชนิดไดโอด, แรงดัน AC, โหลด (ตัวต้านทาน หรือกระแสคงที่) และ ตัวเก็บประจุกรอง แล้วดูรูปคลื่นบนสโคป — ไดโอดสีส้มในแผนภาพคือตัวที่กำลังนำกระแส

Pick a rectifier circuit, diode type, AC voltage, load (resistor or constant current) and filter capacitor, then watch the waveform on the scope — the orange diode in the diagram is the one conducting right now.

~ C D1 RL AC

🟠 จุดส้ม = ทิศทางกระแส — วิ่งเฉพาะช่วงที่ไดโอดนำกระแส (ถ้ามี C จะเห็นเป็นห้วงสั้นๆ ตรงยอดคลื่น เพราะช่วงอื่น C เป็นตัวจ่ายโหลด)

🟠 Orange dots = current direction — they flow only while a diode conducts (with C, only in short bursts at the peaks; the cap feeds the load the rest of the time)

AC เข้า (ขดทุติยภูมิ)AC in (secondary) แรงดันคร่อมโหลดVoltage across load Vdc
⚙ ปรับค่า⚙ Adjust
9 V rms
1 kΩ
—
—
Vp เข้าin
— V
Vp ออกout
— V
Vdc (avg)
— V
Ripple
— V
Ipeak
— mA
Iavg
— mA
PIV / พิกัดทนrating
— V
fripple
—
P สูญในไดโอดP lost in diode
— W
η ประสิทธิภาพefficiency
— %

🧪 ลองทำดู

🧪 Try This

  1. ผลของ Vf: ครึ่งคลื่น + Si ที่ 9 V rms → ยอดคลื่นออก ≈ 12.0 V (12.7 − 0.7) แล้วสลับเป็น Ge / Schottky — ยอดขยับขึ้นตาม Vf ที่ลดลง ส่วน Ultra-Fast ยอดต่ำกว่า Si เพราะ Vf สูงกว่า (~1 V) — ข้อดีจริงของมันคือ trr สั้น ซึ่งเห็นผลที่ความถี่สูง (สวิตชิ่งเพาเวอร์) ไม่ใช่ที่ 50 Hz
  2. บริดจ์ตก 2×Vf: เปลี่ยนเป็นบริดจ์ — แรงดันหายไป 2 เท่าของ Vf และความถี่ริปเปิลกลายเป็น 100 Hz
  3. เคสต้องใช้ Si: ชอตต์กี + ครึ่งคลื่น + 24 V rms + C = 1000 µF — PIV พุ่งเป็น ≈ 2Vp ≈ 67 V เกินพิกัด 40 V ของ 1N5819 (ป้ายแดง!) สลับเป็น Si 1N4007 ที่ทน 1000 V หายทันที — นี่คือเหตุผลที่วงจรเรียงกระแสไฟบ้านใช้ซิลิคอน
  4. เคสต้องใช้ชอตต์กี: บริดจ์ + ลดเหลือ 3 V rms + RL ≈ 100 Ω — ดูช่อง η: Si เหลือแค่ ~62% (Vf 0.7 V × 2 ตัวกินไฟเกิน 1 ใน 3!) แต่ชอตต์กีได้ ~86% — งานแรงดันต่ำกระแสสูงอย่างที่ชาร์จมือถือจึงใช้ชอตต์กี
  5. LED เป็นไดโอดได้ไหม: เลือก LED แล้วลดแรงดันเหลือ 3 V rms — เห็นช่วง "เงียบ" กว้างขึ้นเพราะไม่นำกระแสจนกว่าแรงดันจะเกิน 2 V (และดู PIV — LED จริงทนย้อนกลับได้แค่ ~5 V!)
  6. ทำไมไม่ใช้ Zener เรียงกระแส: เลือก Zener 5.1 V ที่ 9 V rms ครึ่งคลื่น — เห็นคลื่นรั่วด้านลบเพราะ breakdown แต่ถ้าเลือก Vz 36 V (สูงกว่า PIV) จะกลับมาทำงานเหมือนไดโอดปกติ
  7. ริปเปิลกับโหลด: เปิด C = 1000 µF แล้วลด RL (หรือเพิ่มกระแส) — ริปเปิลบานขึ้นตามสูตร Vpp ≈ I / (fripple × C)
  8. แท็ปกลาง vs บริดจ์: ที่แรงดันเดียวกัน แท็ปกลางได้แรงดันออกครึ่งเดียว (ใช้ทีละครึ่งขด) แต่ตกแค่ 1 Vf — เทรดออฟคลาสสิกของสองวงจรนี้
  1. Effect of Vf: Half-wave + Si at 9 V rms → output peak ≈ 12.0 V (12.7 − 0.7). Switch to Ge / Schottky — the peak rises as Vf drops. Ultra-Fast sits lower than Si because its Vf is higher (~1 V) — its real advantage is a short trr, which matters at high frequency (switching supplies), not at 50 Hz.
  2. Bridge drops 2×Vf: Switch to bridge — twice the diode drop disappears, and the ripple frequency becomes 100 Hz.
  3. When you must use Si: Schottky + half-wave + 24 V rms + C = 1000 µF — PIV jumps to ≈ 2Vp ≈ 67 V, beyond the 1N5819's 40 V rating (red badge!). Switch to Si 1N4007 (rated 1000 V) and it clears — this is why mains rectifiers use silicon.
  4. When Schottky wins: Bridge + drop to 3 V rms + RL ≈ 100 Ω — watch η: Si keeps only ~62% (two 0.7 V drops eat over a third of the power!) while Schottky reaches ~86% — low-voltage high-current jobs like phone chargers use Schottky.
  5. Can an LED rectify? Pick LED and lower the voltage to 3 V rms — the "silent" gaps widen because it won't conduct below 2 V (and check PIV — a real LED only survives ~5 V reverse!).
  6. Why not rectify with a Zener: Pick Zener 5.1 V at 9 V rms half-wave — the negative half leaks through due to breakdown. Choose Vz 36 V (above PIV) and it behaves like a normal diode again.
  7. Ripple vs load: Set C = 1000 µF then lower RL (or raise the current) — ripple grows per Vpp ≈ I / (fripple × C).
  8. Center-tap vs bridge: At the same voltage, center-tap gives half the output (each half-winding works alternately) but loses only 1 Vf — the classic trade-off.
สรุปเปรียบเทียบไดโอดDiode Comparison Summary
ประเภทType Vf การใช้งานApplication
Rectifier (1N4007) ~0.7 V เรียงกระแส AC→DCAC→DC rectification
LED (Red) ~1.8–2.2 V แสดงสถานะ, ไฟตกแต่งStatus indicator, lighting
LED (Blue/White) ~3.0–3.4 V แสดงสถานะ, ไฟตกแต่งStatus indicator, lighting
Zener (5.1 V) ~0.7 V (fwd) ควบคุมแรงดัน 5.1 V5.1 V voltage regulation
Schottky (1N5819) ~0.2–0.3 V วงจรความเร็วสูงHigh-speed circuits
Fast/Ultra-Fast (UF400x) ~1 V สวิตชิ่งเพาเวอร์, ความถี่สูงSwitching power, high-frequency
TVS (P6KE, SMBJ) ~1 V (fwd) หนีบไฟกระชาก/ESD ป้องกันวงจรSurge/ESD clamping protection
🔗 ถ้าเพิ่ม "ขาสั่งงาน" เข้าไปในไดโอด — ทำเป็น 4 ชั้น PNPN แล้วต่อขาเกตออกมา — จะได้ SCR ไดโอดที่เราสั่งได้ว่าจะให้เริ่มนำกระแสตอนไหน ใช้ควบคุมกำลังไฟ AC เช่น หรี่ไฟ อ่านต่อในบท ไทริสเตอร์ SCR / TRIAC / DIAC 🔗 Add a control terminal to a diode — make it four PNPN layers and bring out a gate — and you get an SCR: a diode you can tell when to start conducting, used for AC power control such as dimming. See the Thyristors (SCR / TRIAC / DIAC) lesson.