چکیده مقاله انواع دیود (بخش اول):

انواع دیود ها بسته به نوع نیمه هادی، میزان ناخالصی نیمه هادی‌های سازنده آن‌ها و اندازه پتانسیل سدشان (ناحیه تخلیه) به دسته های مختلفی تقسیم می‌شوند. دیودها با وجود ساختار مشترکی که دارند، واکنش های مختلفی در مدار از خودشان نشان می دهند.

دسته ای از دیودها مانند دیود زنر در بایاس معکوس کار میکنند و برخی دیگر مانند LED ها در بایاس مستقیم به درستی وظیفه خود را انجام می دهند. مبحث انواع دیودها که در طی دو مقاله به آن خواهیم پرداخت شامل معرفی انواع دیودها و شرح مختصری از نحوه عملکرد آن ها در مدار است.

در بخش اول این مقاله : انواع دیود بهمنی، دیود یکسوساز، دیود سیگنال کوچک، دیود زنر، دیود تونلی، دیود معکوس توضیح داده می شود. در بخش دوم نیز : دیود شاتکی، دیود بازسازی پله ای، دیود حرارتی، دیود اتصال نقطه ای، فوتو دیودها و LED ها معرفی خواهند شد.

مقدمه مقاله انواع دیود :

دیود یک قطعه الکترونیکی است که از پیوند دو نیمه هادی نوع N و P ساخته می شود؛ به همین دلیل نام دیگر آن  PN JUNCTION DIODE می باشد. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است؛ دیود دارای دو سر می باشد که یکی به نیمه هادی نوع N (کاتد) و دیگری به نیمه هادی نوع P (آند)متصل است. از این پس از اصطلاح رایج آند به عنوان سر مثبت و کاتد به عنوان سر منفی استفاده می شود.

جهت جریان عبوری از دیود در حالت بایاس مستقیم  از آند به کاتد است و در جهت عکس آن دیود از خود خاصیت خازنی نشان داده و مانع عبور جریان می شود. مقاومت دیود دربرابر عبور جریان الکتریکی در خلاف جهت (بایاس معکوس) بسته به اندازه پتانسیل سد یا به عبارتی اندازه ناحیه تخلیه متفاوت است.پ

انواع مختلفی از دیود ها وجود دارد که بسته به کاربرد آنها، از انواع مختلف نیمه هادی با تراکم ناخالصی متفاوت مورد استفاده قرار می گیرند. در این مقاله به بررسی مختصری از انواع دیود و کاربرد هر یک از آن ها پرداخته می شود.

پس از خواندن این مطلب به راحتی می توانید هنگام خرید،  دیود مناسب خود را پیدا کنید.

ساختار دیود

1. ساختار دیود

دیود یکسو ساز (RECTIFIER DIODE):

ویژگی اصلی انواع دیود عبور دادن جریان الکتریکی از یک جهت است؛ به همین دلیل معمولا در مدارات به عنوان یکسوساز استفاده می شود. دیود یکسو کننده  یک نوع دیود با سد پتانسیل  (یا ناحیه تخلیه)  بزرگ است.

به این معنا که در جهت معکوس مانند یک خازن عمل کرده و جریان نشتی آن به صفر میل می کند. این نوع دیود به دلیل سد پتانسیل بالا، سرعت سوئیچینگ پایینی دارد. یکسوسازها به دلیل تحمل جریان و ولتاژ بالا، معمولا در مدارات مبدل  تغذیه AC به DC (به طور مثال در پل دیود که مبدل AC به DC است ) استفاده می شود.

دیود یکسوساز(کاربرد در بایاس معکوس)

دیود سیگنال کوچک (SMALL SIGNAL DIODE):

انواع دیود سیگنال کوچک در بایاس مستقیم کار می کند اما از آن جایی که ناحیه تخلیه (یا سد پتانسیل ) این نوع دیود ها بسیار کوچک است؛ در نتیجه در سیگنال هایی با ولتاژ و جریان کم استفاده می شوند.

بزرگترین مزیت دیود سیگنال کوچک سرعت سوئیچینگ بالای آن است، به همین دلیل در مداراتی با فرکانس بالا مورد استفاده قرار می گیرند.

دیود سیگنال کوچک(کاربرد در بایاس معکوس)

دیود یکسوساز(کاربرد در بایاس معکوس)

دیود زنر ( ZENER DIODE):

این نوع دیود به دلیل داشتن ناحیه تخلیه نازک (یا سد پتانسیل کم) جریان الکتریکی را از دو جهت از خود عبور می دهد.

انواع دیود زنر در بایاس مستقیم (عبور جریان از آند به کاتد دیود) مانند یک دیود یکسوساز عمل می کند ولی در بایاس معکوس زنر تا رسیدن ولتاژ معکوس به ولتاژ شکست زنر(ولتاژ نامی زنر) جلوی عبور جریان را می گیرد و هنگامی که ولتاژ دوسر آن از ولتاژ شکست عبور کرد و بالاتر رفت، با اعمال افت ولتاژ ثابت در مدار اجازه عبور جریان الکتریکی از خود را می دهد. به دلیل اینکه افت ولتاژ در دیود زنر ثابت است؛ عموما برای تنظیم ولتاژ در مدارها استفاده می شوند.

دیود زنر (کاربرد در بایاس معکوس)

دیود زنر (کاربرد در بایاس معکوس)

 

دیود تونلی (TUNNEL DIODE) :

این دیود دارای ناحیه تخلیه بسیار نازک می باشد؛ به همین دلیل از اصل تونل زنی در انتقال جریان استفاده می کند. گریز الکترون از سد پتانسیل کوچک دیود برای انتقال جریان  را تونل زنی می گویند، دیود تونلی در مشخصه خود دارای بخشی به نام مقاومت منفی است. در این ناحیه که در بایاس مستقیم اتفاق می افتد، با افزایش ولتاژ، جریان کاهش می یابد. به همین دلیل به عنوان اسیلاتور در اکثر مدارات استفاده میشود.

دیودتونلی (کاربرد در بایاس مستقیم)

دیودتونلی (کاربرد در بایاس مستقیم)

دیود معکوس (BACKWARD DIODE) :

عملکرد این دیود مشابه دیود زنر و دیود تونلی است با این تفاوت که ولتاژ کاری بسیار پایینی دارد. این دیود در بایاس مستقیم مانند دیود تونلی عمل می کند اما اثر تونل زنی آن بسیار کم تر است. در بایاس معکوس نیز مانند دیود زنر است اما ولتاژ کاری آن بسیار کمتر از زنر است.
این دیود به دلیل ضعیف بودن کمتر مورد استفاده قرار می گیرد. تنها مزیت این دیود سرعت سوئیچینگ بالای آن نسبت به دو دیود زنر و تونلی است. به همین جهت در مدارات ضرب کننده و RF که دارای ولتاژ پایین هستند مورد استفاده قرار می گیرد.

دیود معکوس (کاربرد در دو جهت)

دیود معکوس (کاربرد در دو جهت)

دیود بهمنی (AVALANCHE DIODE) :

این دیود به طور خاص برای عمل کردن در ناحیه شکست بهمنی طراحی شده است. شکست بهمنی در واقع زمانی رخ می دهد که دیود در بایاس معکوس بر اثر اعمال ولتاژ کم، در حامل های اقلیت آن(حامل های اقلیت به معنای الکترون ها در سمت نیمه هادی نوع P و حفره ها در سمت نیمه هادی نوع N هستند) یونش (حامل ها ازقید هسته آزاد شده و به حامل آزاد تبدیل می شوند) ایجاد شود.

در این زمان شروع به شارش جریان قوی در جهت عکس می کند. دیود بهمنی از نظر عملکرد در مدارات مانند دیود زنر عمل می کند با این تفاوت که سد پتانسیل بزرگ تری نسبت به دیود زنر دارد. این ویژگی باعث شده تا این دیود در بایاس معکوس پایداری بیشتری نسبت به دیود زنر داشته باشد و برای شکست آن به ولتاژ بیشتری نیاز باشد. به همین دلیل در نوسانات برقی محافظ بهتری در منابع تغذیه می باشد.

دیود بهمنی (کاربرد در بایاس معکوس)

دیود بهمنی (کاربرد در بایاس معکوس)

در هنگام استفاده از هر نوع دیود باید به نحوه کارکرد آن دقت نمود. از این رو بهتر است قبل از استفاده از هر نوع دیود دیتاشیت آن را مطالعه کنید و مواردی مثل نحوه بایاس آن، ولتاژ و جریان نامی دیود ،جریان نشتی و مواردی مانند این ها که بسیار در عملکرد صحیح آن تاثیر دارد را قبل استفاده بدانید. دیودها انواع گوناگونی دارند که در بخش دوم این مقاله به بررسی ادامه دیودها خواهیم پرداخت.

شروع گفتگو
کارشناس ما در واتس‌آپ
سلام
کارشناسان ما بصورت آنلاین جوابگوی شما هستند.