دیود چیست و چه کاربردی دارد
دیود ها دارای کاربرد های فراوانی هستند از جمله مهم ترین کاربرد دیود ها در یک سو سازی است. در این مطلب بیشتر به این موضوع که دیود چیست و چه کاربردی دارد؟ و چگونگی عملکرد و ساختار دیود ها آشنا می شویم پس حتما تا آخر مطلب با ما همراه باشید:
پیشنهاد ویژه: دوره آموزش تعمیرات برد الکترونیکی و آموزش تعمیرات لوازم خانگی بصورت کاملا عملی و با 30% تخفیف در آموزشگاه فن آموزان. برای ثبت نام و دریافت مشاوره رایگان با شماره 02191321001 تماس بگیرید.
دیود چیست؟
دیود ها قطعات الکترونیکی یک طرفه هستند، یعنی با اتصال صحیح سر های مثبت و منفی منبع تغذیه جریان را عبور می دهند و در غیر این صورت عبور نمی کند. دیود ها از الکترون ها و حفره های آزاد تشکیل شده اند، دیود های سیلیکونی در حالت عادی فاقد الکترون آزاد و حفره اند و نیاز است تا به آن ها نا خالصی تزریق شود. در واقع ما با تزریق ناخالصی به دیود سیلیکون نیمه هادی نوع (ان) و نوع (پی) ایجاد می کنیم در نیمه هادی نوع (ان) ما الکترون اضافی داریم و در نیمه هادی نوع (پی) ما حفره اضافی داریم، در واقع دیود اتصال نیمه هادی نوع (ان) و نوع (پی) به یکدیگر است.
عملکرد دیود الکترونیکی
الکترون های آزاد سمت (ان) تمایل دارند تا حرکت کنند و در حفره های خالی نوع (پی) قرار بگیرند این حرکت الکترون ها موجب ایجاد بار منفی در سمت چپ می شود، این مثبت و منفی بودن سمت راست و چپ در نهایت یک ناحیه تخلیه ایجاد می کند این ناحیه تخلیه موجب جلوگیری از حرکت بیشتر الکترون ها به سمت چپ می شود که باعث میشود ما یک ولتاژ 0.7 ولت داشته باشیم ، ولتاژ 0.7 ولت برای راه اندازی دیود.
اگر ما یک منبع تغذیه مانند باتری را به صورتی که سر مثبت به (ان) و سر منفی به (پی) وصل کنیم موجب جذب الکترون حفره ها می شویم در این صورت ناحیه تخلیه افزایش پیدا می کند و اصطلاحا می گویند دیود در بایاس معکوس قرار داد، حالا اگر همین باتری و منبع تغذیه را بر عکس کنیم یعنی سر مثبت را به (پی) و سر منفی را به (ان) وصل کنیم موجب رانده شدن الکترون حفره می شود این رانده شدن در نهایت سبب می شود تا الکترون ها در حفره ها قرار بگیرند یعنی حرکت می کنند و در حفره قرار می گیرند همچنین این خاصیت برای الکترون ها وجود دارد که از حفره ای به حفره ی دیگر منتقل بشوند یعنی حرکت کنند، در این حالت اصطلاحا می گویند دیود در بایاس مستقیم قرار دارد (دارد کار می کند).
این حرکت الکترون ها موجب شارژ جریان می شود دیود در حال انجام کار است، ناحیه تخلیه در کمترین حد خودش قرار دارد و به سادگی هر چه تمام تر می بینیم که الکترون ها از سر مثبت و منفی می رود.
اندازه گیری جریان دیود
حال اگر بیاییم و همین دیود را به منبع تغذیه وصل کنیم و ولتاژ و جریانش را اندازه گیری کنیم با اتصال ناصحیح ( یعنی مثبت و منفی را اشتباه وصل کنیم) باعث می شود که ما ولتاژ را داشته باشیم اما جریان را نداشته باشیم؛ یعنی دیود بایاس معکوس است و اگر سر مثبت و منفی را درست وصل کنیم می بینیم تا حدی که همان 0.7 ولت ولتاژ داریم ولی جریان صفره و اگر ولتاژ را افزایش بدهیم جریان ناکهان افزایش پیدا می کند، ولتاژ همچنان در حد 0.7 ولت باقی می ماند و دلیلش این است که طبق قانون اهم ( یعنی (وی) مساوی با (آر) (آی) ) در حالت بایاس مستقیم دیود مقاومت بسیار پایینی دارد.
اگر در حالت معکوس همچنان ما ولتاژ را افزایش دهیم از جایی به بعد دیود اصطلاحا می شکند و می بینیم که جریان هم افزایش پیدا می کند.
همان طور که در اول مطلب گفتیم یکی از کاربرد های دیود یک سو سازی است، یعنی اگر پول دیودی شکل را به ولتاژ متناوب یا (ای سی) وصل کنیم با توجه به نوع بایاس دیود ها، ما ولتاژ تقریبا به صورت (دی سی) یا مستقیم در خروجی خواهیم داشت، برای دست یابی به ولتاژ (دی سی) تر و بهتر ما می توانیم خازن یا فیلتر در خروجی نصب کنیم، با نصب خازن و تنظیم مقدار خازن می توانیم هرچه بیشتر به ولتاژ (دی سی) نزدیک شویم.
انواع دیود الکترونیکی
برای اهداف متفاوت می توان مشخصات ولتاژ و جریان دیود های نیمه رسانا را با انتخاب مواد نیمه رسانا و ناخالصی به مواد طی فرایند تولید تعیین کرد این روش ها برای ساخت دیود ها با اهداف مشخص به کار می رود، که کار کرد های متفاوتی دارند برای مثال بعضی دیود ها برای تنظیم ولتاژ به کار می روند (دیود زنر)، بعضی برای حفاظت از مدار در برابر ولتاژ زیاد (دیود بهمنی)، بعضی برای تنظیم الکترونیکی گیرنده های رادیو و تلوزیون (دیود ورکتو).
انواع زیادی از دیود ها برای استفاده از طراحی الکترونیکی در دسترس هستند. بعضی از آنها عبارتند از:
- دیود نور افشان (ال ای دی): یکی از رایج ترین انواع دیود ها است و وقتی که این دیود اجازه عبور جریان الکتریکی بین الکترود ها را می دهد نور تولید می شود در بیشتر دیود ها نور فرو سرخ قابل رویت نیست زیرا در فرکانس های نامرعی قرار دارد.
- دیود لیزری: این نوع دیود با (ال ای دی) تفاوت دارد زیرا این دیود نور هماهنگ تولید می کند، این دیود در دیسک گردان سی دی، دی وی دی و نشان گر های لیزری کاربرد دارد.
- دیود بهمنی: این نوع دیود در بایاس معکوس کاربرد دارد و از اثر بهمنی برای عملکردش استفاده می شود شکست بهمنی در سراسر شکست ( پی ان ) رخ می دهد و وقتی افت ولتاژ ثابت است مستقل از جریان است، (دیود بهمنی) عموما برای حس گر های نور به کار می رود، وقتی که حساسیت زیاد توسط پردازش بهمنی حاصل می شود.
- دیود شاتکی: این نوع دیود افت ولتاژ مستقیم کمتری نسبت به (دیود اتصال پی ان سیلیکونی) دارد، افت ولتاژ جایی بین 0.15 و 0.4 ولت در جریان های کمتری می باشد در مقایسه با 0.6 ولت در (دیود سیلیکونی)، (دیود شاتکی) در فرکانس های رادیویی، یک سو کننده ها و دیود جهش کاربرد دارد.
- دیود زنر: این دیود یک ولتاژ مرجع پایدار فراهم می آورد بنابراین، این نوع دیود بسیار مفید است و در تعداد بسیار زیاد مورد استفاده قرار می گیرد، این دیود در بایاس معکوس کار می کند و در رسیدن به یک ولتاژ مشخص می شکند، اگر جریان در مقاومت محدود باشد یک ولتاژ جریان پایدار به وجود می آورد، این دیود ها به طور وسیع در منابع تغذیه ای برای به وجود آوردن یک ولتاژ مرجع به کار می روند.
- دیود جریان ثابت: که این دیود همچنین به (دیود تنظیم کننده جریان) یا (دیودجریان ثابت) یا (دیود محدود کننده جریان) یا (ترانزیستور اتصال دیودی) معروف است، عملکرد این دیود تنظیم ولتاز در جریان مشخص است که این دیود به عنوان یک تنظیم کننده جریان در ترمینال عمل می کند، در (اینجیفت) به عنوان محدود کننده جریان برای بدست آوردن (ان پتانس) خروجی بالا به کار می رود.
- دیود نوری: این دیود برای تشخیص نور و خواص گسترده اتصالات شفاف استفاده می شود، این دیود عموما در بایاس معکوس عمل می کند حتی جایی که جریان کم باشد این باعث می شود نور به آسانی تشخیص داده شود ( دیود های نوری) همچنین برای تولید برق و سلول های خورشیدی و حتی در (فتومتی) نیز به کار می روند.
- دیود خازن متغیر یا دیود ورکتو: این نوع دیود یک بایاس معکوس در بالای خودش دارد که عرض، لایه ی تهی را بر حسب ولتاژی که در دیود دارد تغییر می دهد، این دیود به عنوان یک خازن عمل می کند و صفحات خازن با وسعت نواحی رسانایش و نواحی تهی به عنوان دی الکتریک عایق ایجاد می شود. با تغییر دادن بایاس در دیود عرض ناحیه تهی تغییر می کند و در نتیجه ی آن ظرفیت تغییر می کند.
- دیود پلتیر: این نوع دیود به عنوان موتور گرمایی و یک سنوسر برای سرمایش ترمو الکتریکی عمل می کند.
- دیود یک سو کننده: کاربرد این نوع دیود برای یک سو سازی توان برقی متغییر ورودی به منبع تغذیه است، این دیود می تواند سطوح جریان که در محدوده 1 آمپر یا بالا تر قرار دارند را یک سو کند.
- اگر افت ولتاژ کم مورد نیاز است می توان از (دیود شاتکی) استفاده کرد عموما این نوع دیود ها از نوع ها اتصال (پی ان) هستند.
- دیود سیگنال کوچک یا جریان اندک: این دیود بر این فرض کار می کند که نقطه ی کارت، تحت تاثیر قرار ندارد زیرا سیگنال کوچک است.
- دیود سیگنال بزرگ: نقطه ی کار در این دیود ها تحت تاثیر قرار می گیرد زیرا سیگنال بزرگ است.
- دیود خنصی ساز و ولتاژ گذرا: کاربرد این دیود برای محافظت از وسایل الکترونیکی است که در مقابل جهش ولتاژ حساس هستند.
- دیود آلاینده با طلا: این دیود با استفاده از طلا به عنوان آلاینده می تواند در فرکانس های سیگنال عمل کند حتی اگر افت ولتاژ افزایش یابد.
- دیود سوپر: به دیود یک سو کننده هم معروف هستند این دیود دارای خاصیت جریان برگشتی اندک نسبت به دیود های اتصال (پی ان) معمولی می باشد و دارای افت ولتاژ کمتری نسبت به ( دیود شاتکی ) با توانایی کنترل تغییرات نا گهانی است.
این ها فقط بخشی از دیود ها بودند و انواع دیگری نیز از دیود ها وجود دارد.
آموزشگاه فن آموزان علاوه بر دوره های تعمیرات برد و لوازم خانگی ، سایر دوره های آموزشی الکترونیک ، تعمیرات و کنترل ابزار دقیق نظیر آموزش plc ، آموزش تابلو برق صنعتی ، آموزش تعمیرات موبایل ، آموزش نصب دوربین مدار بسته ، آموزش هوشمند سازی ساختمان ، آموزش تعمیرات پکیج ، آموزش برق ساختمان و … را بصورت تضمینی و تخصصی بصورت عملی و حضوری در کارگاههای مجهز برگزار می کند. برای دریافت اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان با شماره های 02191321001 تماس بگیرید.