الثلاثاء، 10 فبراير 2015

الدايود


ماذا بداخل الدايود أولا سأقول دائما "الدايود أو الثنائى" إشارة لأنه ثنائى القطبية و أقول "موحدات" فى تطبيقات توحيد التيار لأن استخدامات الثنائيات لا يسهل حصرها كما هو مبين بالروابط فى المقال السابق وربما يعرف الكثيرين انه يتركب من مادتين P , N وعند وضعهم متجاورتين ينشأ ما يسمى بجهد الفجوة 0.6 فولت ، لكن هناك نقاط قد لاتبدو واضحة ويتساءل عنها الكثير هل الجزء P موجب أم متعادل وهكذا المادة الرباعية المصنوع منها أشباه الموصلات هى متعادلة كهربيا أى عدد البروتونات الموجبة يساوى عدد الإلكترونات السالبة وهو نفس الحال بالنسبة لمواد الشوائب الخماسية أو الثلاثية - فقط أن المدار الخارجى إما يحتوى 3 أو 4 أو 5 إلكترونات فى المواد الثلاثية أو الرباعية أو الخماسية ، لكن دوما عدد الشحنات الموجبة = عدد السالبة. المادة الرباعية تحتوى أربع إلكترونات كل منها يرتبط بالذرة المجاورة مكونا المدار المكتمل بثمانى إلكترونات ، لهذا فهى مستقرة بهذا الحال ولا تريد أى تغيير عند وضع الشوائب الخماسية فى المادة الرباعية نخلق حالة عدم استقرار ، الاتزان الكهربى يسبب عدم استقرار كيمائى والعكس حيث ترتبط أربع إلكترونات بأربع ذرات من المادة الرباعية (نسبة الشوائب ضئيلة جدا) ويظل الخامس بدون ارتباط ويصبح زائدا على الارتباط الكيمائى فان ترك مكانة اختل الاتزان الكهربى لذا هو حر يجرى حيث شاء لعدم ارتباطه كيمائيا ولكن يجب أن يأتى غيرة حتى لا يختل الاتزان الكهربى. نفس الحال مع الشوائب الثلاثية، تسبب وجود فجوة - أى - مكان يستطيع إلكترون أن يستقر فيه تحقيقا للاتزان الكيمائى ولكنه سيخل بالاتزان الكهربى فيمكنه أن ينتقل أيضا عند وضع المادتين معا تتجه الإلكترونات الحرة فى مادة N نحو الفجوات فى المادة P ترك الإلكترونات مكانها يسبب كما قلنا ظهور جهد موجب لأن هناك بروتون فى الذرة الخماسية لم يجد الإلكترون الذى كان معه وهذه الإلكترونات تملأ الفجوات مسببة ظهور جهد سالب فرق الجهد هذا يسبب ظهور جهد الحاجز Barrier Potential والذى يتوقف عند قيمة هى خاصية للمادة الرباعية ونسبة الشوائب الموجودة و نوعها - لذا من الواجب التشديدهنا على أنها ليست قانون أزلى اسمه 0.6 فولت لتأكيد ما أقول استخدم آفو رقمى لآن دقته عالية وقيس به موحدات 1N4001 ذات 50 فولت والموحدات 1N4007 ذات 1000 فولت ستجد فولت الأخيرة أعلى هيه ، لك كلام غريب ، نقيس موحد وتقول فولت ؟!!! أخى – ماذا تظن الآفو الرقمى؟ هو ببساطة وحدة تحويل من تمثيلى لرقمى Analog to digital converter و عند قياس الاوم أو الثنائيات يولد تيار ثابت (تذكر أنواع مصادر التغذية) و يمرره فى المقاومة أو الثنائى ويقيس الجهد على أطرافه بدقة أيضا يمكنك معرفة نوع الدايود (الثنائى) من الجهد ولون الإضاءةأيضا السيليكون العادى حوالى 0.6 إلى 0.65 الجيرمانيوم من 0.4 إلى 0.5 موحدات الجهد العالى تصل إلى 0.79 موحدات شوتكى السريعة 0.3 موحدات الأمبير العالى قد تصل إلى 0.9 فولت وعند التشغيل ترتفع ربما اعلى من 2 فولت نتيجةالمقاومة الأوميه لمادة السيليكون LED من 1.4 إلى 1.9 حسب اللون كما أن أشعة تحت الحمراء المرسل غير المستقبل القيم السابقة عند درجة حرارة الغرفة وتهبط كثيرا بارتفاع درجة الحرارة كما أود أن أوضح نقطة هامة جدا العملية الصناعية تسمى باتش Batch والموحدات المصنوعة فى باتش ما تكون متقاربة ولكن تختلف فى قيمة الجهد عن باتش آخر لاختلاف نقاء الخامات المستخدمة ونسبة الشوائب التى مهما كانت الدقة - لا بد من وجود نسبة سماح – هذه النقطة ستؤثر على الاستخدام كما سيتبين فى الحلقة القادمة إن شاء الله لذلك فى بعض التطبيقات التى تتطلب تماثل فى خصائص الدايودات تستخدم مجموعة داخل دائرة متكاملة لضمان تقارب الخامة ونسبة الشوائب وأيضا عدم وجود فرق فى درجات الحرارة المرة القادمة سنتحدث عن توصيل الثنائيات يوم أمس 09:29 PM ماجد عباس محمد الثنائيات Diodes تتكون من قطعتين من أشباه الموصلات أحدهما به إلكترونات حرة وتسمى مجازا سالب والأخرى تسمى مجازا موجب –الرابط التالى به شرح وافى للتركيب http://www.st-andrews.ac.uk/~jcgl/Sc...iode/diode.htm http://www.kpsec.freeuk.com/components/diode.htm نلاحظ أن الثنائى السيليكونى كما سيأتى شرحه يمرر التيار فى اتجاه و يمنعه فى الاتجاه العكسي حتى جهد معين سيحدث له انهيار و يصبح زينر لماذا إذن نقول لدينا زينر؟ لأن الأول لا نعرف على وجه الدقة متى سينهار و يصبح زينر فمثلا أقل الموحدات جهدا = 50 فولت هذا لا يعنى إطلاقا أنه عند 51 فولت سينهار – تصنع الموحدات و من يوافق نسبة الدقة المطلوبة يقبل و ما يخرج يرفض و لو انهار عند 90 فولت يصنف على أنه 50 فولت وليس 100 فولت أما الزينر – فقط تغير دقة تصنيعه حتى يوافق الجهود الصغيرة المطلوبة 3 فولت مثلا و يكون الانهيار سريعا و حادا – لذا كل الثنائيات التالية لها التركيب ذاته و لكن بتغييرالمادة المصنع منها كل جزء ونسبة الشوائب و نوعها يتغير أداء الثنائى لذلك لدينا حوالى 13نوع مختلف أو أكثر منها – سأذكر الاختلاف حيث يكون: 1- الموحد العادى ويستخدم لأغراض توحيد اتجاه التيار 2- ثنائى الزينر ويستخدم لأغراض الحصول على جهد ثابت و يتحكم فى نسبة الشوائب للتحكم فى جهد الزينر 3- الثنائى المعكوس Backward diode ويستخدم لأغراض التوحيد للترددات العالية و الجهود أقل من 0.6 فولت وهو ببساطة زيادة نسبة الشوائب حتى يحدث انهيار عند جهد = صفر (زينر = صفر) 4- الثنائى الباعث للضوء LED وهو بتغيير الخامة و الشوائب ثلاث أنواع * بألوانهالمختلفة أحمر ، أصفر ، عنبر ،أخضر ، أزرق ، و أخيرا أبيض - ويستخدم لأغراض البيان وشاشات العرض الكبيرة وبعض شاشات الحاسب المحمول و الشاشات الرقيقة وقريبا الإضاءة فى المنازل حيث وصلت بعضها إلى أكثر من 20 وات * باعث الأشعة تحت الحمراء ويستخدم لأغراض الاتصال و التحكم والمراقبة و العزل الكهربى * مولد الليزر و يستخدم لأغراض الاتصال والتحكم والمراقبة للمدى البعيد وهو مثل سابقيه و مزود بوسيلة رنين لتركيز لون واحد فقط بدرجة عالية – لا يوجد حتى الآن ليزر أبيض 5- ثنائى كاشف عن الضوء ولكل نوع من الثلاث السابقة مستقبل خاص به – الوصلة العادية فقط تعرض للضوء. 6- ثنائى مولد الجهد من الضوء وهو أساس البطاريات الشمسية – كانت وصلة عادية ولكن حسنت و أضيف لها معدن الذهب الخ بهدف تحسين الكفاءة 7- ثنائى ذو السعة المتغيرة ويستخدم لأغراض اختيار المحطات والقنوات فى أجهزة الاستقبال – وصله عادية فقط يراعى تحسين الخطية بالنسبة للجهد و زيادة قيمة السعة الكلية 8- ثنائى شوتكى وهو يحتوى على الذهب بدلا من النوع الموجب ويستخدم لأغراض الترددات العاليةجدا 9- ثنائى ذو المقاومة السالبة ويسمى أيضا GUNN Diode نسبة لمكتشفه ويستخدم لأغراض توليد الترددات فى نطاق الميكرو ويف ، عبارة عن قطعة من P أو N لها أطراف من المعدن المناسب تبدو كقطعة عادية ولكن بارتفاع الجهد تتكون الأقطاب المعاكسة فتزيد المقاومة ثم تنهار مما يسبب ظهور مقاومة سالبة تستخدم كمذبذبات http://www.st-andrews.ac.uk/~www_pa/Scots_Guide/RadCom/part5/page1.html 10- ثنائى ذو الطبقة الخام فى المنتصف بين الطبقتين PIN Diode ويستخدم كمقاومة متغيرة أو سويتش لترددات الميكرو ويف 11- ثنائى القدح Trigger Diode ويستخدم كبادئ تشغيل لبعض المذبذبات و دوائر التحكم وهو من عائلة الثايريستور وهو أيضا يقدم مقاومة سالبة 12- ثنائى النفق Tunnel Diode ويستخدم كسويتش فى نطاق الميكرو ويف وهو دايود له نسبة شوائب عالية تجعله موصل فى الظروف العادية ، لذلك عند زيادة الجهد عليه يقل توصيله لخروجه من حالة الانهيار تدريجيا 13- ثنائى الحماية Transient voltage suppression (TVS) diodes وهى تحمى الأجهزة من التداخلات فى خطوط التيار الكهربى وهى أشبه بالزينر 14- يمكن أن نضيف أيضا الثنائى السيليكونى ذو التحكم SCR و يعترض البعض لأنه ثلاث طبقات وله طرف ثالث للتحكم ولكنه أولا و أخيرا يستخدم كثنائى للتقويم ضمن استخدامات أخرى 15- ثنائى ظاهرة هال وهى تجعل شريحة من أشباه الموصلات تغير من توصيلها طبقا للمجال المغناطيسى الواقع عليها وهى تستخدم فى وحدات قياس التيار المستمر و المتردد ، حساسات الاقتراب ، قياس سرعة الموتورات الخ و غيرها سنبدأ إن شاءالله فى المرة القادمة الحديث عن الثنائى واستخدامه ودوائره

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق