امید اشکانی جمعه 3 اسفند 1397 10:52 ب.ظ نظرات ()

دیود (به انگلیسیDiode)، (نام‌های دیگر: یکسوساز) قطعه‌ای الکترونیکی است که دو سر دارد. دیود، جریان الکتریکی را در یک جهت از خود عبور می‌دهد (در این حالت، مقاومت دیود ناچیز است) و در جهت دیگر، در مقابل گذر جریان مقاومت بسیار بالایی (در حالت ایده آل، بینهایت) از خود نشان می‌دهد. این خاصیت دیود، باعث شده بود تا در سال‌های اولیهٔ ساخت این قطعهٔ الکترونیکی، به آن «دریچه» نیز اطلاق شود. رایج‌ترین گونهٔ دیود از بلورنیمه هادی ساخته می‌شود. دیود را از اتصال دو نیم‌رسانا از نوع P و N می‌سازند. به پایه‌ای که به نیمه هادی N متصل است «کاتد» و به پایه‌ای که به نیمه هادی نوع P متصل است «آند» گفته می‌شود. دیود، اولین قطعه تولید شده با نیمه هادی‌ها است.

مهم‌ترین کاربرد دیود، عبور جریان در یک جهت (به انگلیسیdiode's forward direction) و ممانعت در برابر گذر جریان در جهت مخالف (به انگلیسی:reverse direction) است (یکسو سازی). در نتیجه می‌توان به دیود مثل یک شیر الکتریکی یکطرفه نگاه کرد. این ویژگی دیود برای تبدیل جریان متناوب بهجریان مستقیم استفاده می‌شود.

به لحاظ الکتریکی، یک دیود، هنگامی جریان را از خود می‌گذراند که با برقرار کردن ولتاژ (بایاس کردن) در جهت درست (+ به آنُد و - به کاتُد؛ که به آن بایاس مستقیم می‌گویند)، آمادهٔ کار شود. مقدار ولتاژی که باعث می‌شود تا دیود شروع به هدایت جریان الکتریکی کند، ولتاژ آستانه یا (threshold voltage) نامیده می‌شود که چیزی حدود ۰٫۶ تا ۰٫۷ ولت (برای دیودهای سیلیکون) و ۰٫۲ تا ۰٫۳ ولت (برای دیود ژرمانیوم) است. اما هنگامی که ولتاژ معکوس به دیود متّصل شود، (+ به کاتُد و - به آنُد؛ که به آن بایاس معکوس می‌گویند) جریانی از آن نمی‌گذرد؛ مگر جریان بسیار کمی که به «جریان نشتی» معروف است و در حدود چند میکروآمپر یا حتّی کمتر است. این مقدار جریان معمولاً در اغلب مدارهای الکترونیکی قابل چشم پوشی است و تأثیری در رفتار سایر المان‌های مدار نمی‌گذارد. هرچه جنس بلور به‌کاررفته در ساخت دیود، به لحاظ ساختار، منظّم‌تر باشد، دیودْ مرغوب‌تر و جریان نشتی، کمتر خواهد بود. مقدار جریان نشتی در دیودهای با فناوری جدید، عملاً به صفر می‌گراید. نکتهٔ مهم آنکه تمام دیودها یک آستانه برای بیشینهٔ ولتاژ معکوس دارند که اگر ولتاژ معکوس، بیش از آن شود، دیود می‌سوزد (بلور ذوب می‌شود) و جریان را در جهت معکوس نیز می‌گذراند. به این ولتاژ آستانه، «ولتاژ شکست» گفته می‌شود.

چنانچه ولتاژ معکوس دیود را تا حد مشخصی بیفزاییم، جریان معکوس دیود بطور ناگهانی شروع به افزایش سریع می‌کند. پدیده‌ای که در این حالت رخ می‌دهد را «پدیدهٔ شکست» و ولتاژی که در آن این پدیده آغاز می‌شود را ولتاژ شکست دیود دیود گویند و با VBR نشان می‌دهند. ولتاژ شکست دیود، به ساختمان پیوند P-N و غلظت ناخالصی آن بستگی دارد؛ شکست دیود می‌تواند حاصل یکی از دو پدیدهٔ شکست بهمنی و شکست زِنِر باشد. احتمال وقوع پدیدهٔ شکست بهمنی در دیودهای سیلیکونی که ولتاژ شکست آن‌ها بیش از ۶ ولت است، بیشتر است. در حالی که شکست زنر به صورت پدیدهٔ غالب، تنها در دیودهایی با ولتاژ شکست کمتر از ۶ ولت دیده می‌شود.


مقاومت دیود

با توجه به غیر خطی بودن مشخصهٔ دیود، دو نوع مقاومت می‌توان برای دیود تعریف کرد. این مقاومت ها عبارتند از مقاومت استاتیکی (Rs) که در جریان DC، و مقاومت دینامیکی (rd) که در جریان AC محاسبه می‌شوند. اگر سیگنال ورودی به قدر کافی بزرگ باشد به‌طوری‌که بتواند تغییرات قابل توجهی در منحنی مشخصه دیود ایجاد کند مقاومت مربوط به قطعه در این ناحیه را مقاومت متوسط گویند که از رابطه زیر به دست می آید.

Rav = ∆Vd/∆Id

Vd=ولتاژ دیود

Id= جریان دیود

∆= تغییرات ولتاژ یا جریان


مقاومت دینامیکی 

مقاومت دیود در مقابل جریان متناوب را مقاومت دینامیکی می‌نامند و از رابطه زیر بدست می‌آورند.

Rac = ∆Vf/∆If

Vf=ولتاژ دیود

If= جریان دیود

∆= تغییرات ولتاژ یا جریان