diode-دیود

دیود، آشنایی با انواع دیود

صفحه نخست»  الکترونیک»  دیود

دیود ها : »  (دیود معمولی  »  پل دیود  »  دیود 3 سر  »   دیود زنر  »   دیود نورافشان  »   سون سگمنت  »  دیود شاتکی  »   دیود تانل  »   پین دیود  »   دیود واراکتور  »  فتو دیود  »   دیود شاکلی  »   امپت دیود  »  لیزر دیود)

دیودچیست:

نیمه هادی ها یا نیمه رسانا ها بخش بزرگی را در الکترونیک را تشکیل می دهند و انواع گوناگون دارند که درادامه به معرّفی آنها می پردازیم، بحث درباره نیمه هادیها و قطعات بسیار گستـرده است ، دراینجا چکیــده ای درحد ضــرورت و عامیانه بیان می شود.
دیودقطعه ای است که ازیک طرف برق را عبورمی دهد و ازیک طرف عبور نمی دهد و انواع مختلفی دارد و هرنوع نیز کاربرد خاصّی دارد پس درادامه به معرّفی انواع دیودها و کاربردشان پرداخته و روش تست آنها را نیز توضیح می دهیم .




دیود معمولی:
این نوع دایودها کاربردهای عمومی دارند ، ازاین دایودها می توان به عنوان: یکسوکننده ، محافظت کننده ، جداکننده وچندین مورد دیگراستفاده کرد، برای مثال برای یکسونمودن برق متناوب وتبدیل به برق مستقیم می توان از1 الی 4 دیود استفــــــاده کرد، یا برای جلوگیری از اشتباه وصل شدن برق مثبت و منفی درتغذیه دستگاه ها یا بردهای الکترونیکی می توان استفاده کرد یا برای مخلوط نشدن 2 برق مستقیم دردستگاه یا بردها به طوری که دوبرق مستقیم ازدو منبع تغذیه جداگانه داشته باشیم و به صورت همزمان این دو برق به دستگـاه یا برد وصل باشد تا هرکدام ازبرق ها ازکارافتاد یا قطع شد، دستــــــگاه با برق دیگربه کارش ادامه داده و خللی درکاردستگاه یا برد بوجود نیاید. برای آزمایش دیود معمولی بهتراست خارج از مدارباشد یا یکی ازپایه هایش آزاد باشد اگراز یک مالتیمتـــــــــر دیجیتالی که امکان تست دیود دارد استفاده شود، درحالی که لید قرمز به آنــد و لید ساه به کاتد وصل شود، یک ولتاژی زیر 1 ولت نشان داده شده و نشانگـــــر سالم بودن دیود است، برای اطمینان بیشترازسالم بودن دیود، کلید مالتیمتردیجیتالی را روی اهم گذاشته و ازهردو طرف دایود را چک کنید که نباید اهمی نشان داده شود دیودها دراشکال مختلف وبا ولتاژ و آمپرهای گوناگون وجود دارند، دیود های فلزّی اکثرا برای داغ نشدن روی هیت سینک بسته می شوند، هت سینک ها درالکترونیک معمولا ازجنس درالکترونیک معمولا ازجنس درالکترونیک معمولا ازجنس آلومینیوم هستند


با توجّه به شکل های زیر ، هرگاه دایود درجهت صحیح قرارداشته باشد، برق را عبورداده و اگربه صورت برعکس درمدار قرار گیرد، برق را عبورنمی دهد( دیود راهم می توان درخط منفی وهم درخط مثبت قرارداد) . فرض کنید لامپ یک دستگاه یا برد الکترونیکی است که باید حتما برق ورودی آن مثبت و منفی اش درست وصل شود وگرنه صدمه می بیند، درشکــل ها اگر جای + و - عوض شود هیچ برقی وارد دستگاه نشده و هیچ اتّفاقی برای مداریا دستگاه یا برد نخواهد افتاد


درشکل زیر دستگاهی داریم که حیاطی است به همین خاطربرای دستگاه 2 برق درنظرگرفته ایم، یکی برق باطری و دیگری برقی است که توسط ترانس ودیودهای یکسوکننده به برق 12 ولت تبدیل شده و به برق متناوب شهر وصل است، بنابراین چه هردو برق وجود داشته باشند وچه یکی ازبرق ها به دلایلی قطع شود، دستگاه به کارخودش ادامه خواهد داد، یکــی ازدستگاههای حیاطی و مهمّ ، سیستم هشداردهنده دود و آتش در تاسیسات یا ساختمانها است، دراین سیستم ها موقعی که برق شهروصل است باطری ها نیز شارژ می شوند و به محض قطع برق شهر باطری ها برق مورد نیاز سیستم را تامین می کنند.


بریج دیود (پل):
این قطعه از4 دیود تشکیل شده است و درمدارات تغذیه برای یکسونمودن برق متناوب استفاده بسیارگسترده ای دارد، بریج دیود با ولتاژ و آمپرهای گوناگـون وجود دارد ضمن اینکه اشکال متنوّع نیز ازاین قطعه به چشم می خورد، بریج دارای 2 پایه ورودی برق متناوب است و دوپایه دیگر + و - خروجی برق دی سی است لذا برای تست آن دو سر ورودی ازیک طرف با پایه + اهم نشان می دهد و ازطرف دیگـر نشان نمی دهد، همچنین دوسرورودی با پایه - منفی نیز باید ازیک طرف اهم نشان داده و ازطرف دیگــــــرنشان ندهد برای اطمینان دوسر ورودی برق متناوب را نیز تست می کنیم که ازهیچ طرف نباید اهمی نشان دهد و دو پایه + و - نیز ازیک طرف باید اهمی 2 برابر یک دیود نشان دهد، تست فوق با مالتیمترعقربه ای بود با مالتیمتــردیجیتال به جای اهم باید ولتاژی زیر1 ولت دیده شود مثل تست دیود معمولــــــی که دربالا توضیح داده شد .

دیود سه سر :
این قطعه هم از2 دیود تشکیل شده و درمدارات مختلف مثل منبع تغذیه ها کاربرد فراوان دارد، تست آن به این صورت است: یک پایه با دو پایه دیگرباید ازیک طرف اهم نشان دهد و ازطرف دیگرنشان ندهد .



دیود زنر :

ازدیود زنر برای ثابت نگهداشتن ولتاژ و مدارات حفاظتی استفاده می شود پس وظیفه آن تثبیت ولتاژاست. دیودهای زنر درولتاژها و وات های گوناگـــــونی وجود دارند، فرقی که بین دیود زنر و دیود معمولی هست این است که دایود معمولی ازیک طرف برق را عبور ومی دهد وازیک طرف عبور نمی دهد و اگر ولتاژ و جریانی بیشتر ازولتاژ و جریان نامی دیود ازآن بگذرد، می سوزد درصورتیکــه در دیود زنر ازیک طرف برق را عبور می دهد و ازطرف دیگر هم اگر ولتاژ بالاتر از ولتاژشکست آن شود، بازهم برق را عبورمی دهد که اگرولتاژ بیش ازحد باشد زنردیود می سوزد،


درادامه برای درک بهتر زنر مثالی می زنیم:
فرض کنید می خواهیم از برق خودرو که 12 ولت است، یک انشعابی بگیریم برای شارژ کـردن موبایل، برای این کار نیاز به یک مقاومت و یک زنردیود داریم بستگی به ولتاژ مورد نیازی که برای شارژ موبایل داریم باید زنر و مقاومتی را به صورت پشت سرهم یا سری درخط مثبت برق خودرو وصل کنیم برای مثال برق مورد نیازما 5 ولت است پس یک زنــــر پنج و یک دهم ولت نیازداریم که بهتراست حداقل 1 وات قدرت داشته باشد، برای انتخاب مقاومت فرمول هایی وجــــود دارند منتها ما دراینجا از روش تجربی و کاربردی استفاده می کنیم، پس یک ولوم 3 سر 500 الی 1000 اهمی تهیّه کنید، یک سرکناری ولوم را به یک سر فیوز1آمپرو دوسر باقیمانده ولوم را بهم وصل کرده و جفت شان را به کاتد زنردیود وصل کنیـد، با اهم متر دوسرکناری ولوم را اندازه بگیرید دراین موقع باید حداکثر اهم را که برابر مقداراهم ولوم است، روی اهم متر مشاهده کنیم اگرچنین نبود اهرم ولوم را بچرخانیــد تا حداکثرمقاومت روی اهم متردیده شود ، پس باید ولوم را طوری فعلا درمدار مابین فیوز و کاتد زنردیود قرار دهیم که حداکثـــراهم را داشتـــــــه باشد ، بعد از اطمینان ازوضعیّت ولوم، آند زنر دیود را به برق منفی خودرو وصل می کنیم و مالتیمتررا روی حالت میلی آمپر قرار داده و به صورت سری لیدهای آن را مابین سر دیگر فیوز و برق باطری وصل می کنیم ،

حال موقع آن رسیده تا با چرخانـــدن ولوم ولتاژ و آمپر مورد نیاز برای شارژ موبایل را تنظیم کنیــــم درحالیکه با دقّت به صفحه نشانگر مالتیمتر که درحال حاضر آمپر را به ما نشان میدهد، نگاه می کنیم شروع به چرخاندن آهسته ولوم می کنیم، با توجّه به زنر1 وات 5 ولتی که داریم، ولوم را آنقدر می چرخانیم تا روی صفحه مالتیمتر50 الی 200 میلی آمپر را مشاهده کنیم بهتــراست روی میلی آمپر 150 تنظیم کنیم و این آمپر برای شارژ موبایل کافی است ضمن اینکه نه به قطعات فشار می آید و نه به باطری گوشی موبایل، بعد از مراحل آزمایشی فوق، بدون اینکه ولوم را بچرخانید یا تغییــر نمایــد ، لیدهای مالتیمتـــر را جــدا کرده و آن را روی حالت انـــــــدازه گیــری اهم قرار دهید و مقداراهم مابین دوسر ولوم را اندازه گیری کنید که خواهیـد دید خیلی از مقداراهم اصلی ولوم کمتراست که معمولا دراین مدار باید زیر 100 اهم باشد، پس از مشاهده مقدار اهم، کارشما تمام است فقط باید یک مقاومت 1 الی 2 وات معمولی به جای ولوم قراردهید و مدارتان را برای استفاده آماده کنید، بهتراست یک دیود معمولی نیز به مدارتان اضافه کنید! توّجّه داشته باشید درحین انجام آزمایشات فقط مواقعیکه لازم است برق باطری را وصل کنید و درمواقع تغییرات مدار و ... برق حتما قطع باشد ضمن اینکه باید مواظب باشید برق + باطری به بدنه خودرو اتّصال نکند برای اینکه خیالتان راحت باشد و برای ایمنی% 100 ازهمان ابتدا برق باطری را ازطریق فیوز که در بالا توضبح دادم دم دستتان قرار دهید
برای محاسبات و بدست آوردن مقدارمقاومت و آماده کـردن مدار می توان در منزل با داشتن یک منبع تغذیه راحتترکاررا انجام داد که روش صحیح نیز همین است درادامه آموزش روش درست کردن یک منبع تغذیه را به شما پیشنهاد خواهیم کرد، برای آزمایشات و آموزش های عملی وجود یک منبع تغذیه ضروری است منبع تغذیه های آماده دربازار موجود هستند ولی ممکن است هزینه بالایی داشتـــه باشند، یک منبع تغذیه 0 تا 30 ولت 3 آمپر مناسب است .


دیود نوری یا ال ای دی :
Light-emitting -diodes
این دیود را دیگرهمه ما دیده ایم و بسیار پرکاربرد است، این دیود نوری در رنگ و شکل های گوناگــــونی به چشم می خورد، ازموارد استفاده این دیود می توان مواردی همچون گوشی موبایل، دستگاه های صوتی وتصویری و پنل های خودرو رانام برد، تست این دیود با مالتیمتردیجیتال مثل دیود معمولی است ولی اگربا مالتیمتر آنالوگ که درحالت اهم باشد، این دیود را تست کنیم ممکن است درحین تست اگرسالم باشد، روشن شود، با مالتیمتـر عقربه ای ازیک طرف اهم نشان می دهد و ازطرف دیگرعقربه نباید حرکت کند، ال ای دی ضمن اینکه در اشکال و رنگ های گوناگون وجود دارد، ولتاژهای کاری آن ها نیز تفاوت دارد ممکن است 1.7 یا 3 یا 5 ولت باشد، پس موقع کاربا ال ای دی قبل ازوصل کردن ولتاژ مشخّصات آن را مدّ نظر قراردهید ولی اگر دسترسی به مشخّصات آن امکان پذیر نیست، برای روشن کــردن آن ازولتاژ کم مثلا 1.5 ولت شروع کرده و اگرنور آن غیر طبیعی است، کم کم ولتاژ را زیاد کنید،.

سون سگمنت :
این قطعه از 7 دیود نوری تشکیل شده و دررنگ و ابعاد گوناگون وجود دارد، تست آن به این صورت است: یکی ازپایه ها مشترک است و 6 پایه های دیگر هر کدام پایه کاتد یکی از دیودها است بنابراین مثل ال ای دی معمولی قابل تست است.
 
روی بدنه زنردیودها ولتاژشان نوشته می شود و برای مشخّص نمودن کاتد روی بدنه نزدیک پایه کاتد یک نواری سیاه دیده می شود.
روش های تست دیود زنر :روش اوّل : مالتیمتر را روی حالت دیود قرار داده و مثل دیود معمولی همانند شکل های بالا زنررا تست کنید.
روش دوّم : یک مقاومت 220اهم را با زنر سری ببندید و منبع تغذیه متغیّررا روشن و پیچ تنظیم ولتاژش را بچرخانید تا ولتاژخروجی آن روی 0 قرارگیرد( فرض براین است که منبع تغذیه شما پیچ کنتــــــرل جریان ندارد) سپـس یک سرمقاومت را به + منبع تغـــذیه وصل کنید ، آند زنر را به - منبع تغذیه وصل کنید سردیگرمقاومت را به کاتـــــد زنر وصل کنید مالتیمتررا روی حالت ولتاژ دی سی قرار داده ولیـــــد منفی و سیاه آن را به منفی منبع تغذیه وصل کنید، لیـد مثبت و قرمز را به کاتد زنر وصل کنید، حالا ضمن نگاه کردن به نشانگـر ولتاژ منیع تغذیه و نشانگر مالتیمتر، به آرامی وکم کم پیچ تنظیم ولتاژ منبع تغذیه را چرخانده تا جایی که مشاهـــده شود که ولتاژمنبع تغذیه کمی بالاتر از ولتاژی است که روی مالتیمتــر دیده می شود، زنررا با دوانگشت بگیـــرید و گرمای آن را درنظرداشته باشید و ولتاژ منبع را بازم کم کم ببرید بالا، هرموقــــع احسـاس کـــــردید زنرازحالت گـرم به حالت داغ شدن نزدیک می شود، کاررا متوقّف کنیــــد و به ولتاژی که روی مالتیمتـــر دیده می شود نگاه کنید ، این همان ولتاژ زنر است که معمــولا روی بدنه اش می نویسند، ممکــن است کمی اختـلاف ببینید که عواملی همچون کالیبــــــره نبودن مالتیمتــر، جنس زنر و تلـــرانس مدار باعث این اختلاف می شود.
زنردیود ها با استادارد خاصّی ازنظرولتاژی وجود دارند، موقع انتخاب زنر، زنری انتخاب کنید که ولتاژ آن مناسب نیازتان باشد، نمونه رنجهایی ازولتاژ زنرها به ترتیب زیراست که ا لبتّه دروات های گوناگون نیزوجود دارند
4.7V 5.1V 5.6V- 6.2V- 6.8V -7.5V -8.2V-9.1V -10V-11V- 12V -13V -15V -16V-18V -20V- 22V- 24V- 27V- 30V -33V -36V- 39V- 43V- 47V- 51V- 56V- 62V-68V -75V-...110V
دیود شاتکی :
سرعت قطع ووصل دیود شاتکی نسبت به دیود سلیکونی معمولی بیشتر است و درمداراتی که باولتاژکم و جریان زیاد کارمی کنند کاربرد دارد، ولتاژ شکست دردیود شاتکی 0.2 ولت است درصورتیکه ولتاژ شکست دیود معمولی 0.7 ولت است ، بنابراین ازدیود شاتکی در مداراتی با سوئیچینگ سریع استفاده می شود، شکل این دیود همانند دیودهای معمولی است منتها علائم روی بدنه و شماره های نوشته شده روی آن نشانگر مشخّصات دیود شاتکی است

تست دیود شاتکی مثل دیود معمولی است بااین تفاوت که حدود0.5 ولت کمترازدیود معمولی روی مالتیمتردیجیتالی باید دیده شود.

دیود تانل :
این دیود برخلاف دیودهای دیگر، درتغذیه معکوس جرایان را عبورمی دهد و درحالت تغذیه مستقیم اگرولتاژ دوسرآن ازحدّ مشخّصی بیشترشود، جریان عبوری کاهش پیدا می کند، این دیود درمداراتی با فرکانس بالا و درمدارات نوسان ساز کاربرد دارد.

تست این دیود مثل دیود معمولی است
پین دیود :
عملکرد این دیود با دیود معمولی فرق دارد، این دیود درفرکانس های بالا مورد استفاده قرار می گیرد، هنگامی که درفرکانس های بالا جریانی ازآن عبور می کند، مقاومت آن نسبت به مقدارجریان عبوری کم و زیاد می شود یکی ازموارداستفاده آن برای کنترل دامنه وفرکانس است.

تست پین دیود:
تست دیود پین مثل دیود معمولی است
دیود واراکتور :
این دیود حالت خازنی دارد و ازخاصیّت خازنی آن برای تغییرات فرکانس یا ثابت نگهـــداشتن فرکانس استفاده می شود، این دیود شبیه خازن متغیبر است و یکی از کاربردهای آن درگیرنده های رادیویی موج اف ام و تیونرهای تلویزیونی است درضمن ظرفیّت خازنی آن بستگی به مقدارولتاژ معکوسی است که به آن اعمال می شود، تست این دیود مثل خازن است و درمحدوده پیکوفاراد است

فتو دیود :
عملکرد این دیود بستگی به نوری دارد که به آن می تابد و شکل آن متفاوت با دیود های دیگراست، شکل این دیود می تواند مثل دیود نوری یا همان ال ای دی باشد ، یکی از کاربردهای این نوع دیود درسیستم های صوتی وتصویری درقسمت مکانیزم است به طورمثال وقتی در یک ویدئو نوارموقع پخش به آخرمی رسد، نور محوطه این دیود بهم می خورد و باعملکرد این دیود فرمان استپ یا عقب اجرا می شود. تست این دیود به این صورت است که موقع تست مقدار نشان داده شده نسبت به نور تغییر می کند، البتّه باحسّاسیّت های مختلفی وجود دارند.


دیود شاکلی : Shockley diode
دیود معمولی از2 قطعه پی و ان تشکیل شده ولی دیود شاکلی از4 قطعه پی و ان تشکیل شده است این دیود مانند یک کلید عمل میکند به طوری که فرمان عملکرد آن با ولتاژ دو سرآن انجام می شود، وقتی ولتاژ دوسرآن به حدّ ولتاژ تعریف شده برسد به کارمی افتد این دیود درحالت قطع، ولتاژهای بالا را تحمّل می کند و درحالت هدایت جریان های بالایی را می تواند عبوردهد مثل ولتاژ400 ولت وجریان 100 آمپر

امپت دیود:
IMPATT (IMPACT ionization Avalanche Transit-Time Diode)
یک دیود یک نوع دیود نیمه هادی قدرتمند است که در وسایل الکترونیکی الکترونیک میکروویو با فرکانس بالا استفاده می شود. است.

لیزر دیود:
Avalanche photo diode ,Laser diodes
نوعی دیود لیزر

سایردیودها :
دیودهای ویژه دیگری نیز وجود دارند و کاربردهای ویژه ای نیز دارند مثل : لیزردیود ، اوالانچه فتودیود ، اسنپ دیود ، گان دیود ، کانستند کرنت دیود