دیود
معرفی دیود: دیود چیست و چه انواعی دارد؟
دیودها یکی از انواع قطعات الکترونیکی هستند که با استفاده از نیمهرساناها یا نیمههادیها (semiconductor) ساخته میشوند و میتوان گفت از نخستین قطعات نیمههادی ساخته شده هستند. کاربرد دیودها در یکطرفه کردن جریان عبوری است یا به عبارتی یکسوسازی جریان، به همین علت به دیود یکسوساز(RECTIFIER) هم میگویند. از دیودها میتوان برای باز کردن بخشی از مدار استفاده کرد. در واقع هنگامی که دیود به جریان الکتریکی اجازه عبور نمیدهد مدار باز رخ داده است. در جهتی از مسیر دیود که اجازه عبور جریان داده میشود مقاومت مسیر ناچیز و در جهت عکس مقاومت مسیر بالاست.
دیود از اتصال دو نوع نیمرسانای P و Nساخته شده است. پایه متصل به نیمرسانای N کاتد و پایه متصل به نیمرسانای P آند نام دارد. جریان همیشه از سمت آند به سمت کاتد جاری میشود که در حالت بایاس مستقیم نام دارد ولی مسیر جریان از کاتد به آند مسدود است که به آن بایاس معکوس میگویند. در حالت بایاس معکوس هیچ جریانی عبور داده نمیشود بجز جریان ناچیزی که نشتی نامیده میشود. جریان نشتی دیود چیزی حدود چند میکروآمپر و کمتر است. هرچه ساختار بلوری دیود منظمتر باشد جریان نشتی کمتر است. یکی از کاربردهای یکسوسازی جریان در دیود تبدیل جریان AC به DC است. بهعنوان مثال در قسمت تغذیه مدار با استفاده از پل دیودی جریان متناوب AC ورودی مدار به جریان مستقیم تبدیل میشود. حداقل ولتاژی که باعث میشود دیود شروع به کار کند ولتاژ آستانه (threshold voltage) نام دارد. این مقدار برای دیودهای سیلیکون بین 0.6 تا 0.7 و دیودهای ژرمانیم بین 0.2 تا 0.3 ولت است.
بایاس دیود چیست؟ معرفی انواع بایاس دیود
بایاس مستقیم یا تغذیه مستقیم:
در بایاس مستقیم سر مثبت منبع تغذیه به آند و سر منفی تغذیه به کاند متصل میشود و جریان از آند به کاتد برقرار میشود.
بایاس معکوس:
در حالت بایاس معکوس جهت منفی منبع تغذیه به آند و قطب مثبت تغذیه به کاتد متصل میشود. در این حالت هیچ جریانی به جز جریان ناچیز نشتی از دیود عبور داده نمیشود. اگر ولتاژ معکوس در دیود از مقدار مشخصی که ولتاژ شکست (Breakdown) نام دارد گذر کند دیود میسوزد و جریان در جهت معکوس هم جاری میشود.
دسته بندی دیودها: انواع دیودها کدامند؟
دیودها انواع مختلفی مانند دیود سیگنال، دیود زنر و دیودهای نوری یا همان LED، دیود شاتکی و پل دیودی و ... دستهبندی میشوند. در ادامه به معرفی اجمالی و مختصر این موارد خواهیم پرداخت.
دیود سیگنال
دیود سیگنال در پردازش امواج و سیگنالهای کمجریان و ضعیف مثل امواج رادیویی کاربرد دارد که از دو جنس سیلیکون و ژرمانیم ساخته میشود. برای نوع سیلیکونی میتوان نمونه معروف 1N4148 و برای نمونه ژرمانیم OA90 را مثال زد.
مقایسه دیود سیلسیوم و ژرمانیم: کدام بهتر است؟
دیودهای سیلیکون مقاومت بالاتری در برابر حرارت محیط دارند و هنگام لحیم کاری آسیب کمتری میبینند. جریان نشتی در دیودهای سیلیکون نسبت به ژرمانیم کمتر است ولی ولتاژ شکست مستقیم نوع سیلیکونی بالاتر از نوع ژرمانیم و برابر 0.7 است و این مقدار برای دیود ژرمانیم 0.2 است یعنی ولتاژ بایاس مستقیم ژرمانیم از سیلیکون پایینتر است.
دیود زنر
بایاس دیود زنر برخلاف دیودهای معمولی از کاتد به آند است به این صورت که کاتد به قطب مثبت تغذیه و آند به منفی متصل میشود. از دیود زنر برای تثبیت ولتاژ در قسمتی از مدار استفاده میشود چون ولتاژ دوسر دیود زنر با تغییرات جریان تغییری ندارد و با ولتاژ زنر Vz نشان داده میشود که مقداری بین 2.4 تا 200 ولت دارد.
دیود نوری یا LED
ال ای دی های رنگی هم نوعی دیود هستند و بایاس مستقیم دارند و در هنگام اتصال روشن میشوند.
دیود شاتکی
دیودهای شاتکی بایاس مستقیم هستند و ویژگی بارز آنها سرعت بالاست. افت ولتاژ در دیودهای شاتکی هنگام عبور جریان حدود یک چهارم دیودهای معمولی است.
پل دیود چیست ؟ پل دیود چگونه جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل میکند؟
پل دیودی از اتصال 4 دیود معمولی به یکدیگر طبق شماتیک زیر بدست میآید:
پل دیود مداری است که جریان سینوسی را به صورت تمام موج یکسو میکند و جریان متناوب AC را به جریان مستقیم DC تبدیل میکند. هر دو دیود بکار رفته در پل دیود هرجفت یک نیمسیکل موج AC را یکسو میکنند و در نهایت در خروجی جریان مستقیمی را خواهیم داشت که با استفاده از یک خازن به پایداری میرسد.
