السلام عليكم جميعًا
عساكم بخير؟
عساكم بخير؟
موضوعنا اليوم هو بمثابة مقدمة عن أساسيات الدايود, فبسم الله الرحمن الرحيم.
الدايود هو من أهم إن لم يكن أهم القطع الإلكترونية في عالم الإلكترونيات, لأنه يُبنى عليه الكثير و الكثير من الدوائر المتوسطة و حتى المعقدة منها, لذلك قلت أن هذا المنشور سيكون مقدمة لأنه لا يمكننا شرح كل شيء عنه خصوصاً لتعدد إستخدامات أنواعه و أيضا عن دوائره, ولكن كتعريف فالديود هو قطعة إلكترونية تتكون من بلورتين من أشباه الموصلات (أحدهما موجبة و الأخرى سالبة) تسمح بمرور التيار في إتجاه واحد فقط
إن لم تكن تعرف ما هي أشباه الموصلات فقرأ مقال عنها من خلال الضغط هنا
لإيصال الفكرة يمكننا تشبيه الدايود بصمام قادر على التأرجح كما في الأسفل:
و الآن بعد أن فهمنا وظيفة الدايود و قربناها بمثال لترسيخ الفكرة سنتحدث عن توصيل الدايود, قلنا بأن الدايود يسمح للتيار بالمرور بإتجاه واحد , يعني أنه لا يسمح بمرور التيار إن قمنا بتركيبه بالإتجاه المعاكس, و لكن كيف سنعرف كيف يجب أن نركبه ؟
انظر للصورة التالية:
- الرسمة الأولى: توضح مكان كل من البلورتين الموجبة Positive و السالبة Negative
- أما الثانية: توضح الشكل الحقيقي للدايود ,فترى فيها أن الطرف السالب خط أبيض و يسمى Cathode و أن الطرف الثاني موجب و يسمى Anode
- أما الثالثة: توضح شكل رمز الدايود فترى أن الخط المستقيم في الإتجاه السالب و أن رأس المثلث في الإتجاه الموجب.
هذه الإتجاهات من المهم جدًا معرفتها و التفريق بين الطرف الموجب و السالب في كل حالات الدايود
والنقطة المهمة أنه يوجد نوعين من توصيل الدايود وهما:
- الإنحياز الأمامي: هو توصيل موجب الديود مع موجب البطارية و سالب الديود مع سالب البطارية ويكون فيه الدايود يعمل (ON) فيعتبر كأنه مفتاح مغلق, ولكن الفرق هنا في أنه يأخذ "ضريبة" من جهد المصدر و التي تساوي 0.7 فولت إن كان الديود مصنوع من السليكون و 0.3 فولت إن كان مصنوع من الجيرمانيوم.
أغلب الدايودات تكون مصنوعة من السيلكون ففي الغالب عند السؤال بكم يأخذ الدايود من جهد المصدر نقول 0.7 فولت
وفي هذه الحالة الجهد حول الدايود يساوي مقدار الضريبة , فتخيل معي لو أن دائرة فيها 3 دايودات على التوالي و كل واحد منها لديه 0.7 فولت فالمجموعة 2.1 فولت ألا يمكنني أن أستخدمها كبطارية ؟ الجواب نعم.
ملاحظة : بالطبع يوجد خلل بين القيم النظرية و العملية , الديودات التي تم تجربتها تأخذ أقل من 0.7 فولت بقليل و هذا الفرق يؤثر على القيمة النهائية لكن إحذر إن كان جهد المصدر أقل من قيمة "الضريبة" لن يقم الدايود بتمرير التيار , فالدايود مثل البوابة إن قمت بدفعه بالقوة الكافية فسيعمل و إن لم تستطع فلن تتمكن من المرور
تخيل معي أيضاً إن كان لدي بطارية و 3 دايوات مجموعة الضريبة التي يحتاجونها 2.1, فالآن إن قمت بقياس الجهد حول البطارية سيكون (قيمتها الأصلية مطروح منها مجموعة الضريبة 2.1) حسنا إن قمت بقياس الجهد عبر بطارية و دايود واحد فسيكون الناتج (قيمتها الأصلية - ضريبة دايودين اثنين)
هنا نكون قد تطرقنا لجزئية الإنحياز الأمامي والديود كبطارية , وإن واجهت صعوبة في فهمها أو في فهم أي موضوع من شروحاتي فأخبرني لأشرح لك أو لأقوم بتخصيص منشور كامل لسؤال و سأكون مسرور لذلك, والآن فالنكمل...
- الإنحياز العكسي: هو توصيل موجب الديود مع سالب البطارية و سالب الدايود مع موجب البطارية ويكون في هذه الحالة الدايود لا يعمل (OFF) فعتبر كأنه مفتاح مفتوح و هنا لن يأخذ ضريبة لأنه لا يدع شيء يمر من الأساس, ولكن إن أردنا أن نمرر التيار و هو OFF أو بحالة الإنحياز العكسي فكل ما علينا فعله هو تدميره من خلال تمرير جهد كبير به, فيتدمر الدايود.
و لكن لمهندسين مُحبي الفهم فسأتكلم عن ما الذي يحصل داخل الدايود , أي لماذا عن توصيل الموجب مع الموجب و السالب مع السالب يكون الدايود ON و لماذا يكون OFF
قلنا بأن الدايود يتكون من بلورتين من مادة شبه موصلة (السيلكون في الغالب) إحداهما موجبة و الأخرى سالبة و الجديد أنه تفصل بينهما منطقة محايدة الإشارة و للتغلب عليها فيجب أن تقوم بالتأثير بجهد يفوق جهد العتبة عليها
ففي حالة الإنحياز الأمامي, ما يحصل هو أن الإلكترونات تتفوق على القوة الكهربائية في المنطقة المتوسطة بين الموجب و السالب بسبب جهد البطارية فتتدفق الإلكترونات و لكن لا تنسى أننا احتجنا لدفع الضريبة لنتمكن من العبور
أما في حالة الإنحياز العكسي, فما يحصل هو أن البطارية تقف في صف الدايود مع الإلكترونات, أي أن البطارية تزيد المسافة و الجهد اللازم في المنطقة المتوسطة بين الموجب و السالب.
فأتمنى أن الفكرة قد وصلت , والآن سنتحدث بشكل مبسط عن أنواع الدايود, إن للدايود أنواع كثيرة و تختلف كثيراً في خصائصها واستخدامها, لذلك قلت بأنهم من أهم القطع في عالم الإلكترونيات, لكن سأتحدث بشكل مبسط عن بعض هذه الأنواع و سنفصل كل نوع في منشورات قادمة إن شاء الله.
Standard Diode أو Small Signal |
و هو الدايود الذي تحدثنا عنه طول الشرح | |
Zener |
| |
LED |
| |
Photodiode |
|
أرى بأنك عندما رأيت الاختلاف الكبير بين استخدامات و خصائص الدايود فعلمت لماذا هو من أهم القطع في الإلكترونيات
تطبيقات الدايود:كما للدايود الكثير من الاستخدامات فله الكثير من التطبيقات, سنتحدث الآن عن أشهر دوائر الديود بشكل مبسط و نشرحها مُستقبلًا
أولًا: الدايود كبطارية
و هذا ما تحدثنا عنه في جزء الإنجياز الأمامي
ثانيًا: دوائر التقويم الموجي النصفي و الكامل (Rectifier)
تستخدم هذه الدوائر لتحويل ال AC ل DC , حتى أنني قمت بوضع سؤال عن هذا النوع من الدوائر تحديداً يمكنك الإطلاع عليه من هنا إن أردت.
ثالثًا: دوائر القطع (Clipper)
تستخدم هذه الدوائر لقطع جزء معين من الإشارة المترددة (أكان جزء من أحد النصفين الموجب و السالب أو النصف كله).
وإلى هنا نكون قد وصلنا إلى نهاية موضوعنا لليوم, لنا لقاء قريب إن شاء الله في موضوع عن الملف و المحول ثم نعود لأنواع الدايود و تطبيقاته
أتمنى إن كنت ترى أن ما ننشره مُفيد أن تشاركه مع باقي المهندسين والمهتمين.
بالتوفيق
التعديل الأخير بواسطة المشرف:
