آنچه در این مطلب میخوانید شامل:
تعریف دیود
بایاس دیود
دسته بندی کلی دیود
دیود سیلیسیم بهتر است یا ژرمانیم ؟
انواع دیود
تست دیود
یکسوساز با دیود
تعریف دیود
دیود یکی از المان های الکترونیکی است که جریان الکتریکی را در یک جهت از خود عبور می‌‌دهند و در جهت دیگر در مقابل عبور جریان از خود مقاومت نشان میدهد.
از لحاظ الکتریکی یک دیود هنگامی جریان را از خود عبور می دهد که شما با برقرار کردن ولتاژ در جهت درست (قطب مثبت باتری به آند و قطب منفی به کاتد) آنرا آماده کار کنید.
مقدار ولتاژی که باعث می‌شود تا دیود شروع به هدایت جریان الکتریکی نماید ولتاژ آستانه نامیده می‌شود که چیزی حدود 0.6 تا 0.7 ولت میباشد. دیودها معمولا از جنس سیلیسیم یا ژرمانیوم ساخته می شوند. که البته ولتاژ آستانه برای سیلیسم0.6 و برای ژرمانیوم حدود 0.2 می باشد.
بایاس دیود :
وصل کردن ولتاژ به دیود را بایاس کردن دیود می گویند .اعمال ولتاژدر دو سر پایه‌هایش دو حالت را پیش می‌آورد.
بایاس مستقیم یا تغذیه مستقیم:
دراین حالت مثبت باتری به آند (قطب p ) و منفی باتری به کاتد (قطب n ) می خورد و باعث می شود تا جریان در دیود برقرار شود و ولتاژی حدود 0.6 روی آن افت می کند.
بایاس معکوس :
ولتاژ به دو سر دیود طوری وصل می‌شود که قطب مثبت آن به کاتد و قطب منفی آن به آند وصل گردد (بایاس معکوس دیود).
هنگامی که شما ولتاژ معکوس به دیود متصل می‌‌کنید جریانی از دیود عبور نمی‌کند، مگر جریان بسیار کمی که به جریان نشتی معروف است که در حدود چند µA یا حتی کمتر میباشد.
اما نکته مهم آنکه تمام دیودها یک آستانه برای حداکثر ولتاژ معکوس دارند که اگر ولتاژ معکوس بیش از آن شود دیود می‌‌سوزد و جریان را در جهت معکوس هم عبور میدهد. به این ولتاژ آستانه شکست یا Breakdown گفته می‌شود.
دسته بندی کلی دیود ها :
در دسته بندی اصلی، دیودها را به سه قسمت اصلی تقسیم می کنند، دیودهای سیگنال (Signal) که برای آشکار سازی در رادیو بکار می روند و جریانی در حد میلی آمپر از خود عبور می دهند، دیودهای یکسوکننده (Rectifiers) که برای یکسوسازی جریانهای متناوب بکاربرده می شوند و توانایی عبور جریانهای زیاد را دارند و دیود های زنر (Zener) که برای تثبیت ولتاژ از آنها استفاده می شود.
دیودهای سیگنال
این نوع از انواع دیودها برای پردازش سیگنالهای ضعیف - معمولا رادیویی و کم جریان تا حداکثر حدود 100mA کاربرد دارند. معروفترین و پر استفاده ترین آنها که ممکن است با آن آشنا باشید دیود 1N4148 است که از سیلیکون ساخته شده است و ولتاژ بایاس مستقیم آن 0.7 ولت است.
اما برخی از دیود های سیگنال از ژرمانیم هم ساخته می شوند، مانند OA90که ولتاژ بایاس مستقیم پایینتری دارد، حدود 0.2 ولت. به همین دلیل از این نوع دیود بیشتر برای آشکار سازی امواج مدوله شده رادیویی استفاده می شود.
دیود سیلیسیم بهتر است یا ژرمانیم ؟
بصورت یک قانون کلی هنگامی که ولتاژ شکست مستقیم دیود خیلی مهم نباشد، از دیودهای سیلیکون استفاده می شود. دلیل آن مقاومت بهتر آنها در مقابل حرارت محیط یا حرارت هنگام لحیم کاری و نیز مقاومت الکتریکی کمتر در ولتاژ مستقیم است. همچنین دیود های سیلیکونی سیگنال معمولا در ولتاژ معکوس جریان نشتی بسیار کمتری نسبت به نوع ژرمانیم دارند.
از کاربرد دیگری که برای دیودهای سیگنال وجود دارد می توان به استفاده از آنها برای حفاظت مدار هنگامی که رله در یک مدار الکترونیکی قرار دارد نام برد. هنگامی که رله خاموش می شود تغییر جریان در سیم پیچ آن میتواند در دوسر آن ولتاژ بسیار زیادی القا کند که قرار دادن یک دیود در جهت مناسب میتواند این ولتاژ را خنثی کند.
انواع دیود:
دیودها انواع بسیار زیادی دارند ، ما در اینجا به چند مورد از مهم ترین آن ها اشاره می کنیم.
1- فتو دیود
2- دیودنور دهنده LED
3- دیود زنر
4- دیود خازنی ( واراکتور)
5- دیود اتصال نقطه ای
6-دیود تونلی
فتو دیود ( Photo Diode ) :
فتو دیود که به آن دیود نوری نیز می گویند مانند دیود معمولی از اتصال دو نیمه هادی نوع N و P ساخته می شود با این تفاوت که محل اتصال نیمه هادی ها ، با مواد پلاستیکی سیاه پوشیده نمی شود بلکه برای اینکه نور به محل اتصال نیمه هادی ها برسد معمولاً آن محل را توسط شیشه و یا مواد پلاستیکی شفاف می پوشانند . روی اکثر فتودیودها یک لنز بسیار کوچک نصب می شود تا نور تابیده شده به آن منطقه را متمرکز کرده و به محل پیوند برساند .
فتودیود همیشه در بایاس معکوس به کار می رود و با تابش نور به محل اتصال نیمه های های آن ، پیوندهای کووالانس موجود در ناحیه تخلیه در اثر انرژی نور تابیده شده شکسته شده و جریان معکوس فتودیود افزایش می یابد . هر چه نور تابیده شده به محل اتصال نیمه هادی ها بیشتر باشد مقدار جریان معکوس فتودیود بیشتر می شود و بر عکس ، هر چه نور تابیده شده به محل پیوند کمتر باشد مقدار جریان معکوس فتودیود کمتر می شود .
دیود زنر، نوعی دیود است که نه تنها امکان عبور جریان در یک جهت، نظیر هر دیود دیگری را میدهد، بلکه در صورتی که ولتاژ از حد خاصی بیشتر شود، در بایاس معکوس نیز امکان عبور جریان در جهت عکس را میدهد. این حد ولتاژ، به عنوان ولتاژ زنر شناخته شده است و برای دیودهای زنر با ولتاژ شکست 1.8V تا 200V ثابت است. بنابراین، دیودهای زنر، از صدمه دیدن مدارها، جلوگیری می‌کنند. این دیودها، بیشتر برای کنترل ولتاژ در مدارهای الکتریکی، استفاده می‌شوند.
