تعریف رسمی دیود این است که عنصری است که رسانایی متفاوتی دارد، بسته به اینکه جریان الکتریکی در کدام جهت جریان دارد. استفاده از آن در مدارهایی که باید مسیر آن را محدود کنند ضروری است. این مقاله در مورد دستگاه دیود و همچنین انواع موجود و نحوه تشخیص آنها بیشتر توضیح می دهد.
تاریخچه ظاهر
کارهای مربوط به دیودها به طور موازی توسط دو دانشمند - فردریک گاتری بریتانیایی و کارل براون آلمانی - آغاز شد. اکتشافات اولی مبتنی بر دیودهای لوله بود، دومی - بر اساس دیودهای حالت جامد. با این حال، توسعه علم در آن زمان اجازه نداد تا پیشرفت بزرگی در این مسیر ایجاد شود، بلکه زمینه جدیدی برای تفکر فراهم کرد.
سپس چند سال بعد توماس ادیسون دیودها را دوباره کشف کرد و بعداً این اختراع را به ثبت رساند. اما به دلایلی هیچ کاربردی در آثارش پیدا نکرد. بنابراین توسعه فناوری دیود توسط دانشمندان دیگر در سالهای مختلف ادامه یافت.
به هر حال، قبل از آغاز قرن بیستم، دیودها نامیده می شدند.یکسو کننده ها سپس دانشمند ویلیام هنری اکلز از دو ریشه کلمه استفاده کرد - di و odos. اولین مورد از یونانی به عنوان "دو" ترجمه شده است، دوم - "راه". بنابراین کلمه "دیود" به معنای "دو راه" است.
اصل کار و اطلاعات اولیه در مورد دیودها
دیود دارای دو الکترود است - یک آند و یک کاتد. اگر آند دارای پتانسیل مثبت نسبت به کاتد باشد، دیود باز می شود. یعنی جریان عبور می کند و مقاومت کمی از دیود دارد.
اگر روی کاتد پتانسیل مثبت وجود داشته باشد، دیود باز نیست، مقاومت بالایی دارد و جریان الکتریکی را از خود عبور نمی دهد.
دیود چگونه کار می کند؟
اساساً بدنه عنصر از ترکیبات شیشه، فلز یا سرامیک ساخته شده است. زیر پوشش دو الکترود قرار دارد. ساده ترین دیود حاوی یک رشته با قطر کوچک است.
ممکن است سیم خاصی در داخل کاتد وجود داشته باشد. این خاصیت گرم شدن توسط جریان الکتریکی را دارد و به آن "هیتر" می گویند.
مواد مورد استفاده در ساخت، اغلب سیلیکون یا ژرمانیوم. یک طرف عنصر دارای کمبود الکترون است، طرف دیگر - برعکس، بیش از حد آنها. یک مرز بین آنها وجود دارد که یک اتصال p-n را فراهم می کند. این اوست که به شما اجازه می دهد جریان را در جهت درست هدایت کنید.
ویژگی های دیود
هنگام انتخاب یک عنصر، آنها عمدتاً توسط دو نشانگر هدایت می شوند - حداکثر ولتاژ معکوس و حداکثر قدرت جریان.
استفاده از دیودها در زندگی روزمره
یکی از درخشان ترین نمونه هااستفاده از دیودها - ژنراتور خودرو. این شامل مجموعه ای از چندین عنصر است که به آن "پل دیود" می گویند.
همچنین، عناصر به طور فعال در تلویزیون یا رادیو استفاده می شوند. در ارتباط با خازن‌ها، دیودها می‌توانند فرکانس‌ها را از انواع سیگنال‌های مدوله‌شده استخراج کنند.
اغلب از مجموعه ای از دیودها در مدارها برای محافظت از مصرف کنندگان در برابر شوک الکتریکی استفاده می شود.
همچنین شایان ذکر است که هر منبع تغذیه برای بسیاری از دستگاه های الکترونیکی لزوماً حاوی دیود است.
انواع دیود
اساساً عناصر را می توان به دو گروه تقسیم کرد. اولی یک نوع دیود نیمه هادی است، دومی غیر نیمه هادی است.
اولین گروهی بود که فراگیر شد. این نام از موادی که دیود از آنها ساخته می شود گرفته شده است: دو نیمه هادی یا یک نیمه هادی با فلز.
همچنین تعدادی از انواع خاص دیود وجود دارد که در مدارها و دستگاه های خاص استفاده می شود.
دیود زنر یا دیود زنر
این نوع با این واقعیت مشخص می شود که هنگام خرابی، افزایش شدید جریان با دقت بالا رخ می دهد. این ویژگی در تثبیت ولتاژ استفاده می شود.
تونل
به زبان ساده، این نوع دیود مقاومت منفی در مشخصه جریان-ولتاژ ایجاد می کند. عمدتا در تقویت کننده ها و نوسانگرها استفاده می شود.
دیود معکوس
قابلیت کاهش چشمگیر ولتاژ در حالت باز را دارد. این نیز بر اساس تونل استاثر مشابه دیود قبلی.
Varicap
به نوعی از دیودهای نیمه هادی اطلاق می شود که در صورت تغییر ولتاژ معکوس، ظرفیت خازنی را افزایش می دهند. مورد استفاده در تنظیم و کالیبراسیون مدارهای نوسانی.
LED
ویژگی این نوع دیود این است که هنگام عبور جریان در جهت جلو، نور ساطع می کند. در دنیای مدرن، تقریباً در همه جاهایی که نیاز به نورپردازی با منبع نور اقتصادی است، از آن استفاده می شود.
فتودیود
خواص معکوس نمونه قبلی را دارد. یعنی با برخورد نور شروع به تولید بار الکتریکی می کند.
علامت گذاری
به منظور تعیین نوع، برای یافتن ویژگی های یک دیود نیمه هادی، سازندگان عناوین خاصی را برای بدنه عنصر اعمال می کنند. از چهار بخش تشکیل شده است.
در وهله اول - یک حرف یا عدد که نشان دهنده ماده ای است که دیود از آن ساخته شده است. می تواند مقادیر زیر را بگیرد:
- G (1) - ژرمانیوم؛
- K (2) - سیلیکون؛
- A (3) - آرسنید گالیم؛
- و (4) - ایندیوم.
در مورد دوم - انواع دیود. آنها همچنین می توانند معانی مختلفی داشته باشند:
- D - یکسو کننده ها;
- B - varicap;
- A - مایکروویو؛
- I - تونل؛
- С - دیودهای زنر؛
- C - قطب ها و بلوک های یکسو کننده.
در رتبه سوم عددی است که مساحت را نشان می دهدبرنامه عنصر.
مقام چهارم - اعداد از 01 تا 99، نشان دهنده شماره سریال توسعه است.
همچنین، نام‌گذاری‌های اضافی را می‌توان در مورد مورد اعمال کرد. اما، به عنوان یک قاعده، آنها در دستگاه ها و مدارهای تخصصی استفاده می شوند.
برای سهولت درک، دیودها را می توان با نمادهای گرافیکی مختلفی مانند نقطه و راه راه نیز مشخص کرد. هیچ منطق خاصی در این گونه نقاشی ها وجود ندارد. به این معنا که برای تعیین نوع دیود آن، باید به یک جدول مکاتبات ویژه نگاه کنید.
Triodes
این نوع عنصر الکترونیکی تا حدودی شبیه دیود است، اما عملکردهای دیگری را انجام می دهد و طراحی خاص خود را دارد.
تفاوت اصلی بین دیود و تریود این است که دومی دارای سه پایانه است و نام ترانزیستور بیشتر در رابطه با آن استفاده می شود. اصل کار بر اساس کنترل جریان در مدارهای خروجی با یک سیگنال کوچک است.
دیودها و تریودها (ترانزیستورها) تقریباً در هر دستگاه الکترونیکی استفاده می شوند. از جمله پردازنده ها.
مزایا و معایب
قبل از نتیجه گیری، می توانید تمام اطلاعات مربوط به دیودها را خلاصه کنید و لیستی از مزایا و معایب آنها تهیه کنید.
مزایا:
- قیمت پایین دیودها.
- کارایی عالی.
- منابع کاری بالا.
- اندازه کوچک، که قرار دادن آنها روی نمودارها را راحت می کند.
- امکان استفاده از دیود در جریان متناوب.
از معایب، شاید بتوان این واقعیت را مشخص کرد که هیچ نوع نیمه هادی برای ولتاژهای بالای چندین کیلو ولت وجود ندارد.بنابراین، شما باید از لامپ های قدیمی استفاده کنید. همچنین، قرار گرفتن در معرض دمای بالا بر عملکرد و وضعیت عنصر تأثیر منفی می‌گذارد.
چند واقعیت جالب در مورد دیودها
نخستین نسخه ها با دقت پایین تولید شدند. بنابراین، گسترش ویژگی های حاصل از دیودها بسیار زیاد بود، در نتیجه دستگاه های از قبل تکمیل شده باید، همانطور که می گویند، "مرتب سازی شوند". یعنی به نظر می رسد برخی از دیودهای یک سری می توانند خواص کاملاً متفاوتی داشته باشند. پس از غربالگری، اقلام با توجه به ویژگی های واقعی خود برچسب گذاری شدند.
دیودهای ساخته شده در یک جعبه شیشه ای یک ویژگی جالب دارند - حساسیت به نور. یعنی اگر دستگاهی که شامل چنین عنصری است دارای یک پوشش باز شود، کل مدار می تواند در حالت بسته و باز متفاوت عمل کند.
نتیجه گیری
به طور کلی، برای درک و درک کامل نحوه استفاده صحیح و مکان استفاده از دیودها، باید ادبیات بیشتری مطالعه کنید. برای تعیین نوع عنصر با چشم، تجربه مناسب لازم است. خوب، برای مبتدیان، جداول و راهنماهای علامت گذاری می توانند در این مورد کمک کنند.
همچنین لازم است حداقل درک اولیه ای از جریان الکتریکی و خواص آن داشته باشیم. البته، همه اینها در مدرسه تصویب شد، اما حالا چه کسی می‌تواند حتی قانون اهم را به‌خوبی به خاطر بیاورد؟
بنابراین، بدون دانش اولیه، غواصی در دنیای الکترونیک بسیار مشکل خواهد بود.
