دیود چیست؟

اکنون به بررسی و معرفی دیود می‌پردازیم. دیودها برای محافظت از مدارها با محدود کردن ولتاژ و همچنین تبدیل AC به DC استفاده می‌شوند. نیمه هادی هایی مانند سیلیکون و ژرمانیوم برای استفاده حداکثری از دیودها له کار می‌روند. حتی اگر آنها جریان را در یک جهت منتقل کنند؛ روش انتقال آنها متفاوت است. دیودها انواع مختلفی دارند و هر نوع کاربردهای خاص خود را دارد. این مقاله شامل بخش مختصری از اطلاعات دیودها می‌شود.

در دوره آموزش تعمیرات برد الکترونیک و مهندسی معکوس و دوره طراحی و ساخت بردهای الکترونیکی به صورت جامع و کامل تری با دیودها آشنا خواهید شد. این دوره ها شامل؛ آموزش تعمیرات، طراحی و استفاده تخصصی از دیود ها و انواع اجزای الکترونیک بردها، توسط اساتید مجرب دکتربرد می‌شود. از ویژگی های این دوره ارائه مدرک معتبر و بین المللی، پشتیبانی مادام العمر هنرجویان می‌باشد. در صورت تمایل به شرکت با مشاورین ما تماس حاصل کنید.

دیود چیست؟

دیود یک وسیله نیمه هادی است که اساسا به عنوان یک کلید یک طرفه برای جریان عمل می‌کند. این اجازه می‌دهد تا جریان به راحتی در یک جهت جریان یابد. اما به شدت جریان را از جریان در جهت مخالف محدود می‌کند.

دیودها همچنین به عنوان یکسو کننده شناخته می‌شوند. زیرا جریان متناوب  یا ac را به جریان مستقیم ضربانی یا dc تغییر می‌دهند. دیودها بر اساس نوع، ولتاژ و ظرفیت جریان آنها رتبه بندی می‌شوند. دیودها دارای قطبیت هستند؛ که توسط آند (قطب مثبت) و کاتد (قطب منفی) تعیین می‌شود. اکثر دیودها تنها زمانی اجازه می‌دهند جریان داشته باشد؛ که ولتاژ مثبت به آند اعمال شود. انواع پیکربندی دیود در این گرافیک نمایش داده شده است:

دیودها در پیکربندی های مختلف موجود هستند. جعبه فلزی، پایه گل میخ، جعبه پلاستیکی با نوار، جعبه پلاستیکی با پخ، جعبه شیشه ای. هنگامی که یک دیود اجازه جریان جریان را می دهد، بایاس رو به جلو است. هنگامی که از نوع بایاس دیود معکوس است، به عنوان یک عایق عمل می کند و اجازه نمی دهد جریان جریان یابد. فلش نماد دیود خلاف جهت جریان الکترون است. مهندسان نماد را تصور کردند؛ و شماتیک های آنها جریانی را نشان می‌دهد که از سمت مثبت (+) منبع ولتاژ به سمت منفی (-) می‌رود. این همان قراردادی است که برای نمادهای نیمه هادی استفاده می‌شود. شامل فلش نیز می‌باشد. فلش در جهت مجاز جریان متعارف و خلاف جهت مجاز جریان الکترون است.

بایاس دیود

دیود آزمایشی دیود مولتی متر دیجیتال ولتاژ کمی بین سرنخ های آزمایشی تولید شده دارد؛ که به اندازه کافی برای بایاس به جلو اتصال دیود ایجاد می‌کند. افت ولتاژ معمولی 0.5 ولت تا 0.8 ولت است. مقاومت بایاس رو به جلو یک دیود خوب باید از 1000 اهم تا 10 اهم باشد. هنگام بایاس معکوس، صفحه نمایش مولتی متر دیجیتال OL را نشان می‌دهد. این مورد نشان دهنده مقاومت بسیار بالا است. دیودها دارای رتبه بندی هستند. اگر درجه بندی بیش از حد باشد و دیود از کار بیفتد، ممکن است کوتاه شود.

1. جریان در هر دو جهت جریان یابد.
2. جریان در هر جهت متوقف شود.

نماد دیود

نماد دیود استاندارد مانند بالا نشان داده شده است. دو ترمینال به نام های آند و کاتد وجود دارد. نوک پیکان آندی است که جهت جریان معمولی را در شرایط بایاس رو به جلو نشان می دهد. انتهای دیگر کاتد است.

ساخت دیود

ساختار دیود را به ما اطلاع دهید. دیودها را می‌توان از هر یک از دو ماده نیمه هادی، سیلیکون و ژرمانیوم، ساخت. هنگامی که ولتاژ آند مثبت تر از ولتاژ کاتد باشد.به این نوع دیود، بایاس رو به جلو می‌گویند؛ و به راحتی با افت ولتاژ نسبتا کم هدایت می‌شود. به همین ترتیب، زمانی که ولتاژ کاتد مثبت تر از آند باشد؛ دیود بایاس معکوس گفته می‌شود. فلش در نماد دیود نشان دهنده جهت جریان معمولی در هنگام هدایت دیود است.

انواع دیود

•  ساطع نور
• لیزر
• بهمن
•  زنر
•  شاتکی
• فتودیود
• اتصال PN

انواع دیود با نماد

ساطع نور (LED)

هنگامی که جریان الکتریکی بین الکترودها از این دیود عبور می‌کند؛ نور تولید می‌شود. به عبارت دیگر، نور زمانی تولید می‌شود که مقدار کافی جریان ارسال از آن عبور کند. در بسیاری از دیودها، این نور تولید شده قابل مشاهده نیست. زیرا آنها سطوح فرکانسی هستند که امکان دید را ندارند. LED ها در رنگ های مختلف موجود می‌باشند. ال ای دی های سه رنگی وجود دارند که می‌توانند سه رنگ را در یک زمان ساطع کنند. رنگ روشن به شکاف انرژی نیمه هادی مورد استفاده بستگی دارد.

 لیزر

این یک نوع دیود متفاوت است. زیرا نور منسجمی تولید می‌کند. در درایوهای سی دی، دی وی دی و دستگاه های لیزری بسیار استفاده می‌شود. اینها در مقایسه با LED ها گران و در مقایسه با سایر ژنراتورهای لیزری ارزان تر هستند. عمر محدود تنها عیب این دیودها است.

 بهمن

این دیود متعلق به نوع بایاس معکوس است. با استفاده از اثر بهمن کار می‌کند. هنگامی که افت ولتاژ ثابت و مستقل از جریان باشد؛ شکست بهمن اتفاق می افتد. آنها سطوح بالایی از حساسیت را نشان می دهند. از این رو برای تشخیص عکس استفاده می‌شوند.

 زنر

این مفیدترین نوع دیود است. زیرا می‌تواند یک ولتاژ مرجع پایدار ارائه دهد. اینها در بایاس معکوس عمل می‌کنند و با رسیدن یک ولتاژ معین خراب می‌شوند. اگر جریان عبوری از مقاومت محدود باشد. یک ولتاژ پایدار تولید خواهد شد. دیودهای زنر به طور گسترده در منابع تغذیه برای تامین ولتاژ مرجع استفاده می‌شوند.

 شاتکی

ولتاژ رو به جلو کمتری نسبت به سایر دیودهای اتصال PN سیلیکونی دارد. افت در جاهایی که جریان کم است و در آن مرحله ولتاژ بین 0.15 تا 0.4 ولت است مشاهده می‌شود. این دیودها را برای به دست آوردن آن عملکرد متفاوت می‌سازند. دیودهای شاتکی در کاربردهای یکسو کننده بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

فتودیود

یک دیود عکس می‌تواند حتی مقدار کمی از جریان حاصل از نور را شناسایی کند. اینها در تشخیص نور بسیار مفید هستند. این دیود بایاس معکوس است؛ و در سلول های خورشیدی و نورسنج ها استفاده می‌شود. آنها حتی برای تولید برق نیز به کار می‌روند.

اتصال P-N

دیود اتصال P-N به عنوان دیودهای یکسو کننده نیز شناخته می‌شود. این دیودها برای فرآیند یکسوسازی مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ و از مواد نیمه هادی ساخته شده اند. دیود اتصال P-N شامل دو لایه نیمه هادی می‌باشد. یک لایه از مواد نیمه هادی با مواد نوع P و لایه دیگر با مواد نوع N دوپ شده است. ترکیب این لایه‌های P و N، پیوندی را تشکیل می‌دهد؛ که به نام اتصال P-N شناخته می‌شود. از این رو، دیود اتصال P-N نامگذاری شده است. دیود اتصال P-N به جریان اجازه می‌دهد تا در جهت رو به جلو جریان یابد. همچنین جریان را در جهت معکوس مسدود می کند.

ویژگی های دیود

مشخصات دیودها به شرح زیر است:

•  بایاس رو به جلو
•  معکوس
•  صفر

بایاس رو به جلو

هنگامی که دیود بایاس رو به جلو و جریان در حال رسانایی است؛ یک افت ولتاژ کوچک در سراسر دیود وجود دارد. برای دیودهای سیلیکونی ولتاژ فوروارد 690 میلی ولت و برای ژرمانیوم 300 میلی ولت ولتاژ فوروارد است. انرژی پتانسیل در سراسر مواد نوع p مثبت و در سراسر مواد نوع n، انرژی پتانسیل منفی است. دیود بایاس معکوس هنگامی که ولتاژ باتری به طور کامل کاهش می یابد، دیود بایاس معکوس گفته می‌شود. برای دیودهای سیلیکونی، ولتاژ erse -20μA و برای ژرمانیوم -50μA ولتاژ معکوس است. هنگامی که دیود بایاس صفر است، پتانسیل ولتاژ در سراسر دیود نیز صفر می‌باشد.

کاربردهای دیود

برخی کاربردهای دیود در زیر آمده است:

1. به عنوان یکسو کننده
2.  در مدار قطع
3. در مدارهای بستن
4.  گیت های منطقی
5. حفاظت جریان معکوس

آیا می توان از دیود به عنوان یکسو کننده استفاده کرد؟

بله، دیودها می‌توانند به عنوان یکسو کننده استفاده شوند.

دیود را تعریف کنید؟

دیود یک دستگاه دو ترمینال است؛ که ظرفیت انتقال الکتریسیته را تنها در یک جهت دارد.

از کدام نوع نیمه هادی ها در ساخت دیودها استفاده می‌شود؟

مواد نیمه هادی مانند؛ سیلیکون و ژرمانیوم معمولاً در دیودها استفاده می‌شوند.

دیودی که توانایی تولید نور منسجم را دارد نام ببرید؟

دیودهای LED می‌توانند نور منسجمی تولید کنند.

دیود مورد استفاده در سلول های خورشیدی و نورسنج ها کدام است؟

فتودیود در سلول های خورشیدی و نورسنج ها استفاده می‌شود.