آرشیو بلاگ, الکترونیک

آشنایی با دیود و انواع آن

مقدمه

دیود چیست ؟

دیود یک قطعه الکترونیکی است که اجازه می دهد جریان الکتریسیته فقط در یک جهت حرکت کند، و جلوی عبور جریان در جهت مخالف را میگیرد.

 

نقش اصلی دیود تعیین مسیر جریان الکتریکی است. دیودها از عبور جریان در مسیرهای ناخواسته یا غیر منتظره در مدار جلوگیری میکنند.

مانند خازن های الکترولیتی، تمام دیودها قطبی هستند ، به این معنی که  پایه های مثبت و منفی دارند . دیودها یک پایه آند (مثبت) و یک پایه کاتد ( منفی) دارند. تشخیص این پایه ها بسیار ساده است زیرا پلاریته منفی به وسیله یک نوار سفید رنگ مشخص شده است.

شماتیک و نماد دیود در الکترونیک

شماتیک دیود

دیودها چگونه کار میکنند 

یک دیود شامل یک اتصال یا پیوند PN ساخته شده از سیلیکون  نوع P و سیلیکون نوع N است که توسط یک منطقه تخلیه جدا شده است. منطقه تخلیه مانند یک عایق عمل می کند . منطقه P به آند متصل می شود، و ناحیه N به کاتد وصل می شود. منطقه تخلیه بین این دو قرار دارد.

بایاس معکوس در دیودها

بایاس معکوس

هنگامی که ناحیه P به زمین متصل می شود و ناحیه N به ولتاژ مثبت متصل است، منطقه تخلیه بسیار بزرگتر میشود این یعنی عایق بین P و N قوی تر میشه و تضمین میشه  که هیچ الکترونی نمی تواند از ناحیه مثبت و منفی جریان یابد. به  این نوع اتصال  ، اتصال نامتقارن یا بایاس معکوس دیود گفته می شود.

بایاس مستقیم در دیودها

بایاس مستقیم

هنگامی که یک ولتاژ مثبت به ناحیه P اعمال می شود و ناحیه N به زمین متصل می شود، ناحیه تخلیه همه ناپدید می شود و اجازه می دهد برق جریان یابد. به این حالت اتصال بایاس مستقیم دیود گفته میشود . البته در عمل نباید مستقیم دو سر دیود رو به منبع ولتاژ متصل کنیم به این دلیل که باعث سوختن دیود می شود برای این کار باید از یک مقاومت به عنوان محدود کننده جریان استفاده کنیم .

ولتاژ آستانه هدایت در دیودها 

استانه هدایت

به منظور غلبه بر منطقه تخلیه و از بین بردن عایق بین P و N ، ولتاژ کمی لازم است که  به این ولتاژ ، ولتاژ آستانه هدایت در دیود گفته میشود . این ولتاژ در دیود سیلیکون استاندارد به طور معمول ۰٫۷ ولت است. به عبارت دیگر، اگر شما یک سیگنال ۵ ولت داشته باشید و از یک دیود سیلیکونی  عبور کند، ولتاژ خروجی  ۴٫۳ ولت خواهد بود.

مشخصات و خواندن دیودها

خواندن1                          خواندن2

خواندن دیودها کار سختی نیست زیرا به طور معمول، یک شماره یا یک نام روی دیود بطور واضح  چاپ میشود. این شماره فقط یک کد است و مستقیما نمیتوان با این شماره مشخصات دیود را فهمید . برای فهمیدن مشخصات فنی و الکترونیکی دیود باید با توجه به شماره و حروف چاپ شده روی دیودها، به دیتاشیت یا کاتالوگ هر دیود مراجه کنیم .

دیودهای خاص و انواع دیگر دیودها

با اینکه دیودها همگی عملکرد یکسانی دارند ، دیودهای خاصی وجود دارند که کار خاصی را انجام می دهند.

دیود شاتکی

شاتکی

دیودها شاتکی بسیار شبیه به دیودهای معمولی هستند، اما دارای ولتاژ آستانه هدایت پایین هستند ( به اندازه ۰٫۲ ولت ) . دیودهای شاتکی را در مدارهایی که به سرعت بالا نیازدارند و در مداراتی که نیاز به ولتاژ هدر رفت کمتری در دیود داریم ،استفاده میکنیم .

دیود زنر 

زنر

دیودهای  Zener مانند دیودهای معمولی کار میکنند.اما در حالت بایاس معکوس از آنها در مدار استفاده میشود . وقتی ولتاژی بیشتر از ولتاژ معکوس مشخص شده برای دیود زنر به دو سر آن اعمال میشود ، شروع به عبور دادن جریان میکند و با این کار اجازه نمیدهد ولتاژ دو سر دیود از ولتاژ مشخص شده بالاتر رود . این خاصیت باعث می شود که این دیود بعنوان رگولاتور ولتاژ در مدارهای کم جریان استفاده شود.

LED ها   

ال ای دی 1

از این نوع دیود ها جهت  استفاده در مصارف نورانی استفاده میشود

ال ای دی 2

LED  مخفف برای دیود نوری است ( light emitting diode )

 از همه قطعات الکترونیکی که ما در این دوره با آن مواجه هستیم،  LED بیشترین کاربرد را داشته و به عنوان سوپراستار قطعات الکترونیکی می باشد.

 LED یک دیود است که هنگام عبور جریان از آن در بایاس مستقیم فوتون را منتشر میکند که باعث تولید نور و درخشش آن میشود .ال ای دی 3

اگر به دقت به درون یک LED نگاه کنید، یک سیم نازکی متصل به مرکز یک کاسه کوچک خواهید دید.  هنگامی که جریان از آند به کاتد جاری می شود ، ماده نیمه هادی فوتون ها را منتشر کرده و از کاسه بازتاب می کند.

تشخیص پایه هایLED

پایه ها

به طور معمول سه راه برای تشخیص دادن  آند از کاتد ، در یک LED پنج میلی متری وجود دارد:

  • پایه آند معمولا بلندتراز کاتد است(درصورتی که پایه های دیود کوتاه نشده باشد)
  • قسمت تحتانی بدنه پلاستیکی  در سمت کاتد تخت است
  •  اگر  به درون  LED نگاه کنید، فلز متصل به آند بسیار کوچکتر از فلز کاتد است.

مقاومت محدود کننده جریان برای LED ها

مقاومت محدود شکل کننده

بدین دلیل که LED ها در مدار دارای هیچ مقاومتی نبوده و احتمال سوختن آن ها در افزایش جریان وجود دارد، به طور معمول نیازمند یک مقاومت محدود کننده جریان که به صورت سری با LED قرار میگیرد ،هستند.

فرمول محاسبه مقاومت محدود کننده جریان LED

 2مقاومت محدود کننده

 

 

author-avatar

درباره احمد اسلامی فر

مهندس احمد اسلامی فر متولد 15 بهمن سال 1376 کارشناس الکترونیک و دبیر اسبق انجمن علمی مهندسی برق دانشکده مهندسی دانشگاه آزاد اسلامی واحد دزفول می باشد. وی از سال 1388 فعالیت تخصصی خود را در زمینه رباتیک آغاز و دارای مقام های اول تا چهارم شهرستانی ، استانی و کشوری بوده و به 3 سال نیز به عنوان مربی و سرگروه تیم رباتیک فعالیت داشت است همچنین با توجه به علاقه شخصی خود از سال 1394 نیز به صورت تخصصی در زمینه تدریس دوره های مکالمه زبان انگلیسی در موسسات آزاد و پژوهشسرای فرهیختگان به فعالیت و تربیت دانش آموزان پرداخته است. برخی از سوابق علمی ایشان به شرح زیر است - دبیر انجمن علمی دانشگاه آزاد اسلامی از سال 1395 تا 1399 - مربی و سرتیم رباتیک و پژوهشگر محصل از سال 1390 الی 1395 - شرکت مستمر در نمایشگاه های شهرستانی از سال 1389 تا سال 1395 - حضور و شرکت در مسابقات رباتیک شهرستانی ،استانی و کشوری از سال 1388 تا سال 1395 و ... همچنین ایشان در زمینه تحقیقات و مقالات نیز فعالیت داشته و دارای تعدادی مقاله در ژورنال ملی می باشد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *