همه چیز در مورد دیود ها(2)


- دیوداتصال نقطه ای:
دیود های معمولی در بایاس معکوس ایجاد ظرفیت خازنی ( حدود PF ) می کنند . اگر بخواهیم دیود را در فرکانس های بالا به کار ببریم ، به علت ظرفیتخازنی در بایاس معکوس ، جریان در مدار عبور می کند.دلیل این امر این است که درفرکانس های بالا مقاومت دیود کم می شود . برای جلوگیری از این مسئله،از دیود اتصالنقطه ای استفاده می کنیم.

- دیود زنر:
دیود زنر ، مانند یک دیود معمولیاز دو نیمه هادی نوع P & N ساخته می شود.اگر یک دیود معمولی را در بایاس معکوساتصال دهیم و ولتاژ معکوس را زیاد کنیم ، در یک ولتاژ خاص ، دیود در بایاس معکوسنیز شروع به هدایت می کند . ولتاژی که دیود در بایاس مخالف ، شروع به هدایت می کند، به ولتاژ زنر معروف است و با تنظیم نا خالصی می توان ولتاژ شکسته شدن پیوند ها راکنترل کرد.
ولتاژ زنر : ولتاژی که دیود زنر به ازای آن در بایاس معکوس ، هادیمی شود به ولتاژ زنر معروف است .


- دیود نوردهنده LED:
این دیود از دو نوع نیمههادی P & N تشکیل شده است . هر گاه این دیود ، در بایاس مستقیم ولتاژی قرارگیرد و شدت جریان به اندازه کافی باشد ، دیود ، از خود نور تولید می کند . نورتولید شده در محل اتصال دو نیمه هادی تشکیل می شود . نور تولیدی بستگی به جنس بهکار برده شده در نیمه هادی دارد . این لامپ چند مزایا بر لامپ های معمولی دارد کهعبارتند از :
۱- کوچک بودن و نیاز به فضای کم
۲- محکم بودن و داشتن عمرطولانی ( حدود صد هزار ساعت کار )
۳- قطع و وصل سریع نور
۴- تلفات حرارتیکم
۵- ولتاژ کار کم ، بین ۱.۷ ولت تا ۳.۳ ولت
۶- جریان کم حدود چند میلیآمپر با نور قابل رویت
۷- توان کم ، حدود ۱۰ تا ۱۵۰ میلی وات


دیود خازنی ( واراکتور ) :
این دیود از دو نیمه هادی نوع P & N تشکیل می شود . دیود خازنی در واقعدیودی است که به جای خازن بکار می رود و مقدار ظرفیت آن با ولتاژ دو سر آن رابطهعکس دارد.

در الکترونیک کیاز انواع دیودهایی که با ظرفیت خازنی متغیر ، دیود واراکتور (دیود واریکاپ) یا دیودتنظیمی است . مقدار این ظرفیت خازنی تابعی است از ولتاژی که به پایه های دیود میدهیم .

بطور معمول دیود واراکتور در آمپلی فایرهای پارامتری ، اسیلاتورهایپارامتری و اسیلاتور کنترل شده با ولتاژ ( یکی از اجزا اساسی حلقه قفل شده فاز ) وسینتی سایزرهای فرکانس است . ولی عمده ترین کاربرد آن در خازن کنترل شده با ولتاژاست . در بعضی موارد هم از این دیود می توان به عنوان یکسوسازی استفاده کرد .

فتو دیود:
این دیود از دو نیمه هادی نوع P & N تشکیل می شود . با این تفاوت که محل پیوند P & N ، جهت تابانیدن نور بهآن از مواد پلاستیکی سیاه پوشیده نمی باشد ، بلکه توسط شیشه و یا پلاستیک شفافپوشیده می گردد تا نور بتواند با آسانی به آن بتابد . روی اکتر فتو دیود ها یک لنزبسیار کوچک نصب می شود تا بتواند نور تابانیده شده به آن را متمرکز کرده و به محلپیوند برساند .

دیودهای سیگنال:
این نوع از انواع دیودها برایپردازش سیگنالهای ضعیف (معمولا” رادیویی و کم جریان) تا حداکثر حدود 100 m.A کاربرددارند. معروف ترین و پر استفاده ترین آنها دیود 1N4148 است که از سیلیکون ساخته شدهاست و ولتاژ شکست مستقیم آن 0.7 ولت است.

اما برخی از دیود های سیگنال ازژرمانیم هم ساخته می شوند، مانند OA90 که ولتاژ شکست مستقیم پایین تری دارد، (حدود 0.2 ولت). به همین دلیل از این نوع دیود بیشتر برای آشکار سازی امواج مدوله شدهرادیویی استفاده می شود.
بصورت یک قانون کلی هنگامی که ولتاژ شکست مستقیم دیویدخیلی مهم نباشد، از دیودهای سیلیکون استفاده می شود. دلیل آن مقاومت بهتر آنها درمقابل حرارت محیط یا حرارت هنگام لحیم کاری و نیز مقاومت الکتریکی کمتر در ولتاژمستقیم است. همچنین دیود های سیلیکونی سیگنال معمولا” در ولتاژ معکوس جریان نشتیبسیار کمتری نسبت به نوع ژرمانیم دارند.
از کاربرد دیگری که برای دیودهایسیگنال وجود دارد می توان به استفاده از آنها برای حفاظت مدار هنگامی که رله در یکمدار الکترونیکی قرار دارد نام برد. هنگامی که رله خاموش می شود تغییر جریان در سیمپیچ آن میتواند در دوسر آن ولتاژ بسیار زیادی القا کند که قرار دادن یک دیود در جهتمناسب میتواند این ولتاژ را خنثی کند.

استفاده از دیود زنر برای تهیه ولتاژثابت دیودهای زنر :
همانطور که قبلا” اشاره شد، از این دیودها برای تثبیت ولتاژاستفاده می شود. این نوع از دیود ها برای شکسته شدن با اطمینان در ولتاژ معکوسساخته شده اند، بنابراین بدون ترس می توان آنها را در جهت معکوس بایاس کرد و ازآنها برای تثبیت ولتاژ استفاده نمود. به هنگام استفاده از آنها معمولا” از یکمقاومت برای محدود کردن جریان بطور سری نیز استفاده می شود.
دیودهای زنرمعمولا” با حروفی که در آنها Z وجود دارد نامگذاری می شوند مانند BZX یا BZY و … وولتاژ شکست آنها نیز معمولا” روی دیود نوشته می شود، مانند 4v7 که به معنی ۴.۷ ولتاست. همچنین توان تحمل این دیود ها نیز معمولا” مشخص است، در بازار نوع 400mW و 1.3W آن بسیار رایج است.

روش نام گذاری دیودها:
1» روش ژاپنی: در اینروش نامگذاری، از عدد 1 و حرف S که به دنبال آن می آید استفاده می شود. و سپستعدادی شماره خواهد آمد که مراجعه به جدول می توان مشخصات الکتریکی آن را به دستآورد در این روش، جنس و نوع دیود مشخص نمی باشد. به عنوان مثال دیود 1S3010A، دیودزنراست (درموارد زیادی برای دیودهای زنر حرف A را در انتهای شماره ها می آورند) ودیود 1S310 یک دیود معمولی و دیود 1S2049 دیود واراکتور می باشد.
2» روشاروپایی: در روش اروپایی، تا سال 1960 تمامی دیودها را با حروف OA با تعدادی شمارهبه دنبال آن مشخص می کردند که با مراجعه به جدول می توانستیم مشخصات الکتریکی آن رابدست آوریم. مانند: دیود OA34 اما از سال 1960 به بعد این روش نامگذاری تغییر کرد. نحوه تغییر بدین صورت بود: دیودهایی که بیشتر در مدارات رادیو و تلویزیون به کار میروند، با دو حرف و سه شماره مشخص می شوند و دیودهایی که کاربرد آنها در مداراتمخصوص می باشد با سه حرف و دو شماره معین می گردند. در ذیل روش نامگذاری دو حرفی وسه شماره ای خواهد آمد:
حرف اول جنس نیمه هادی به کار رفته در دیود را مشخص میکند، اگر دیود از جنس رژمانیوم باشد با حروف A و اگر از جنس سیلیسیم باشد با حروف B مشخص می نمایند.
حرف دوم: یکی از حروف زیر می باشد که نوع دیود را مشخص می کند:
-A دیود معمولی یکسو ساز
- B دیود و اراکتور
- Y دیود یکسو کننده قدرت
- Z دیود زنر
بعد از حروف، شماره هایی آورده می شود که می توان با مراجعهبه جدول مشخصات الکتریکی آن را بدست آورد. به عنوان مثال:
دیود معمولی یکسوکننده ژر مانیومی: AA116
دیود معمولی یکسو کننده سیلیسیمی: BA316
3» روشآمریکایی: در این روش نام دیود با 1N شروع می شود و پس از آن تعدادی شماره می آیدکه با دانستن این عدد و مراجعه به جدول مشخصان دیودها، می توان سایر مشخصات آنرابدست آورد.
Alireza آنلاین نیست.  
دسته بندی دیودها:
در دسته بندی اصلی ، دیودها را به سه قسمت اصلیتقسیم میکنند، دیودهای سیگنال (Signal) که برای آشکار سازی در رادیو بکارمیروند و جریانی در حد میلی آمپر از خود عبور میدهند، دیودهای یکسو کننده (Rectifiers) که برای یکسو سازی جریانهای متناوب بکار برده میشوند و توانایی عبورجریانهای زیاد را دارند و بالاخره دیودهای زنر(Zener) که برای تثبیت ولتاژ از آنهااستفاده میشود.

اختراع دیود پلاستیکی (plastic diode) :
محققان فیزیکدانشگاه اوهایو (Ohio State University) توانستند دیود تونل پلیمری اختراع کنند. این قطعه الکترونیکی منجر به ساخت نسل آینده حافظههای پلاستیکی کامپیوتری و چیپهایمدارات منطقی خواهد شد. این قطعات کم مصرف و انعطاف پذیر خواهند بود. ایده اصلی ازسال ۲۰۰۳ که یک دانشجوی کارشناسی دانشگاه اوهایو ، سیتا اسار ، شروع به طراحی سلولخورشیدی پلاستیکی نمود بوجود آمد. تیم پژوهشی توسط پاول برگر (Paul Berger) ،پروفسور الکترونیک و مهندسی کامپیوتر و همچنین پروفسور فیزیک دانشگاه اوهایو رهبریمیشود.
انواع دیود ها:
۱- دیود اتصال نقطه ای
۲- دیود زنر
۳- دیودنور دهنده LED
۴- دیود خازنی ( واراکتور )
۵- فتو دیود

- دیوداتصال نقطه ای:
دیود های معمولی در بایاس معکوس ایجاد ظرفیت خازنی ( حدود PF ) می کنند . اگر بخواهیم دیود را در فرکانس های بالا به کار ببریم ، به علت ظرفیتخازنی در بایاس معکوس ، جریان در مدار عبور می کند.دلیل این امر این است که درفرکانس های بالا مقاومت دیود کم می شود . برای جلوگیری از این مسئله،از دیود اتصالنقطه ای استفاده می کنیم.

- دیود زنر:
دیود زنر ، مانند یک دیود معمولیاز دو نیمه هادی نوع P & N ساخته می شود.اگر یک دیود معمولی را در بایاس معکوساتصال دهیم و ولتاژ معکوس را زیاد کنیم ، در یک ولتاژ خاص ، دیود در بایاس معکوسنیز شروع به هدایت می کند . ولتاژی که دیود در بایاس مخالف ، شروع به هدایت می کند، به ولتاژ زنر معروف است و با تنظیم نا خالصی می توان ولتاژ شکسته شدن پیوند ها راکنترل کرد.
ولتاژ زنر : ولتاژی که دیود زنر به ازای آن در بایاس معکوس ، هادیمی شود به ولتاژ زنر معروف است .


- دیود نوردهنده LED:
این دیود از دو نوع نیمههادی P & N تشکیل شده است . هر گاه این دیود ، در بایاس مستقیم ولتاژی قرارگیرد و شدت جریان به اندازه کافی باشد ، دیود ، از خود نور تولید می کند . نورتولید شده در محل اتصال دو نیمه هادی تشکیل می شود . نور تولیدی بستگی به جنس بهکار برده شده در نیمه هادی دارد . این لامپ چند مزایا بر لامپ های معمولی دارد کهعبارتند از :
۱- کوچک بودن و نیاز به فضای کم
۲- محکم بودن و داشتن عمرطولانی ( حدود صد هزار ساعت کار )
۳- قطع و وصل سریع نور
۴- تلفات حرارتیکم
۵- ولتاژ کار کم ، بین ۱.۷ ولت تا ۳.۳ ولت
۶- جریان کم حدود چند میلیآمپر با نور قابل رویت
۷- توان کم ، حدود ۱۰ تا ۱۵۰ میلی وات


دیود خازنی ( واراکتور ) :
این دیود از دو نیمه هادی نوع P & N تشکیل می شود . دیود خازنی در واقعدیودی است که به جای خازن بکار می رود و مقدار ظرفیت آن با ولتاژ دو سر آن رابطهعکس دارد.

در الکترونیک کیاز انواع دیودهایی که با ظرفیت خازنی متغیر ، دیود واراکتور (دیود واریکاپ) یا دیودتنظیمی است . مقدار این ظرفیت خازنی تابعی است از ولتاژی که به پایه های دیود میدهیم .

بطور معمول دیود واراکتور در آمپلی فایرهای پارامتری ، اسیلاتورهایپارامتری و اسیلاتور کنترل شده با ولتاژ ( یکی از اجزا اساسی حلقه قفل شده فاز ) وسینتی سایزرهای فرکانس است . ولی عمده ترین کاربرد آن در خازن کنترل شده با ولتاژاست . در بعضی موارد هم از این دیود می توان به عنوان یکسوسازی استفاده کرد .

فتو دیود:
این دیود از دو نیمه هادی نوع P & N تشکیل می شود . با این تفاوت که محل پیوند P & N ، جهت تابانیدن نور بهآن از مواد پلاستیکی سیاه پوشیده نمی باشد ، بلکه توسط شیشه و یا پلاستیک شفافپوشیده می گردد تا نور بتواند با آسانی به آن بتابد . روی اکتر فتو دیود ها یک لنزبسیار کوچک نصب می شود تا بتواند نور تابانیده شده به آن را متمرکز کرده و به محلپیوند برساند .

دیودهای سیگنال:
این نوع از انواع دیودها برایپردازش سیگنالهای ضعیف (معمولا” رادیویی و کم جریان) تا حداکثر حدود 100 m.A کاربرددارند. معروف ترین و پر استفاده ترین آنها دیود 1N4148 است که از سیلیکون ساخته شدهاست و ولتاژ شکست مستقیم آن 0.7 ولت است.

اما برخی از دیود های سیگنال ازژرمانیم هم ساخته می شوند، مانند OA90 که ولتاژ شکست مستقیم پایین تری دارد، (حدود 0.2 ولت). به همین دلیل از این نوع دیود بیشتر برای آشکار سازی امواج مدوله شدهرادیویی استفاده می شود.
بصورت یک قانون کلی هنگامی که ولتاژ شکست مستقیم دیویدخیلی مهم نباشد، از دیودهای سیلیکون استفاده می شود. دلیل آن مقاومت بهتر آنها درمقابل حرارت محیط یا حرارت هنگام لحیم کاری و نیز مقاومت الکتریکی کمتر در ولتاژمستقیم است. همچنین دیود های سیلیکونی سیگنال معمولا” در ولتاژ معکوس جریان نشتیبسیار کمتری نسبت به نوع ژرمانیم دارند.
از کاربرد دیگری که برای دیودهایسیگنال وجود دارد می توان به استفاده از آنها برای حفاظت مدار هنگامی که رله در یکمدار الکترونیکی قرار دارد نام برد. هنگامی که رله خاموش می شود تغییر جریان در سیمپیچ آن میتواند در دوسر آن ولتاژ بسیار زیادی القا کند که قرار دادن یک دیود در جهتمناسب میتواند این ولتاژ را خنثی کند.

استفاده از دیود زنر برای تهیه ولتاژثابت دیودهای زنر :
همانطور که قبلا” اشاره شد، از این دیودها برای تثبیت ولتاژاستفاده می شود. این نوع از دیود ها برای شکسته شدن با اطمینان در ولتاژ معکوسساخته شده اند، بنابراین بدون ترس می توان آنها را در جهت معکوس بایاس کرد و ازآنها برای تثبیت ولتاژ استفاده نمود. به هنگام استفاده از آنها معمولا” از یکمقاومت برای محدود کردن جریان بطور سری نیز استفاده می شود.
دیودهای زنرمعمولا” با حروفی که در آنها Z وجود دارد نامگذاری می شوند مانند BZX یا BZY و … وولتاژ شکست آنها نیز معمولا” روی دیود نوشته می شود، مانند 4v7 که به معنی ۴.۷ ولتاست. همچنین توان تحمل این دیود ها نیز معمولا” مشخص است، در بازار نوع 400mW و 1.3W آن بسیار رایج است.

روش نام گذاری دیودها:
1» روش ژاپنی: در اینروش نامگذاری، از عدد 1 و حرف S که به دنبال آن می آید استفاده می شود. و سپستعدادی شماره خواهد آمد که مراجعه به جدول می توان مشخصات الکتریکی آن را به دستآورد در این روش، جنس و نوع دیود مشخص نمی باشد. به عنوان مثال دیود 1S3010A، دیودزنراست (درموارد زیادی برای دیودهای زنر حرف A را در انتهای شماره ها می آورند) ودیود 1S310 یک دیود معمولی و دیود 1S2049 دیود واراکتور می باشد.
2» روشاروپایی: در روش اروپایی، تا سال 1960 تمامی دیودها را با حروف OA با تعدادی شمارهبه دنبال آن مشخص می کردند که با مراجعه به جدول می توانستیم مشخصات الکتریکی آن رابدست آوریم. مانند: دیود OA34 اما از سال 1960 به بعد این روش نامگذاری تغییر کرد. نحوه تغییر بدین صورت بود: دیودهایی که بیشتر در مدارات رادیو و تلویزیون به کار میروند، با دو حرف و سه شماره مشخص می شوند و دیودهایی که کاربرد آنها در مداراتمخصوص می باشد با سه حرف و دو شماره معین می گردند. در ذیل روش نامگذاری دو حرفی وسه شماره ای خواهد آمد:
حرف اول جنس نیمه هادی به کار رفته در دیود را مشخص میکند، اگر دیود از جنس رژمانیوم باشد با حروف A و اگر از جنس سیلیسیم باشد با حروف B مشخص می نمایند.
حرف دوم: یکی از حروف زیر می باشد که نوع دیود را مشخص می کند:
-A دیود معمولی یکسو ساز
- B دیود و اراکتور
- Y دیود یکسو کننده قدرت
- Z دیود زنر
بعد از حروف، شماره هایی آورده می شود که می توان با مراجعهبه جدول مشخصات الکتریکی آن را بدست آورد. به عنوان مثال:
دیود معمولی یکسوکننده ژر مانیومی: AA116
دیود معمولی یکسو کننده سیلیسیمی: BA316
3» روشآمریکایی: در این روش نام دیود با 1N شروع می شود و پس از آن تعدادی شماره می آیدکه با دانستن این عدد و مراجعه به جدول مشخصان دیودها، می توان سایر مشخصات آنرابدست آورد.