انواع دیود و کاربرد‌های آن

دیود؛ در برخی از مواقع برای طراحی مدار الکترونیکی به وسیله‌ای نیاز است که بتواند جریان الکتریکی را در یک جهت خاص جاری نماید و مانع از جریان آن در جهات دیگر گردد؛ در چنین شرایطی معمولاً از وسیله‌ای به نام دیود استفاده می‌گردد که در زبان انگلیسی به آن Diode گفته می‌شود.

 Diodیکی از قطعات الکترونیکی است که این روزها در طراحی و ساخت بسیاری از دستگاه‌ها و لوازم ضروری به کار می‌رود. در ادامه مطلب در مورد انواع دیود و کاربردهای آن برای شما نکاتی را بیان می‌کنیم.

دیود چیست؟

در واقع یکی از مهم‌ترین قطعات الکترونیکی است که در طراحی مدار مورد استفاده قرار می‌گیرد و جنس ماده اولیه به کار رفته در آن سیلیسیم یا ژرمانیوم است. اصلی‌ترین ویژگی آن این است که باعث عبور جریان الکتریکی از یک جهت می‌گردد و در عین حال در برابر عبور جریان در جهت دیگر مقاومت می‌کند.

عبور جریان الکتریکی از دیود در شرایطی امکان‌پذیر است که ولتاژ در جهت کاملاً درست برقرار شود؛ به گونه‌ای که قطب مثبت باتری به آند و قطب منفی آن به کاتد متصل گردد. میزان ولتاژ اولیه‌ای که موجب می‌شود تا شروع به هدایت جریان الکتریکی کند آستانه نام دارد که معمولاً ۰.۶ یا ۰.۷ ولت است.
برای طراحی و ساخت انواع دیود از دو نیم رسانا که از نوع p و n هستند استفاده می‌شود. به پایه‌ای از دیود که به نیمه هادی n متصل است کاتد و به پایه دیگر آن که به نیمه هادی p متصل است آند می‌گویند.

انواع دیود

اگر شما نیز با دقت هر چه تمام‌تر به طراحی مدار الکترونیک توجه کنید به این موضوع پی خواهید برد که یکی از اصلی‌ترین قطعات الکترونیک به کار رفته در این مدارها دیود می‌باشد. دیودها دارای تنوع بسیار زیادی می‌باشند و هر کدام از آن‌ها کارایی منحصر به فرد خود را دارند. از جمله انواع دیود می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
فتو دیود

• دیود نور دهنده یا LED
• دیود زنر
• خازنی
• اتصال نقطه‌ای
• تونلی

در ادامه مطلب به صورت کامل در مورد کاربردهای هر یک  از آن‌ها   به نکات ارزشمندی می‌پردازیم.

فتو دیود

به این قطعه که در طراحی مدارهای الکترونیک امروزه کاربردهای بسیار زیادی دارد، دیور نوری نیز گفته می‌شود. این قطعه در اثر اتصال دو نیمه هادی به نام‌های N و P ساخته می‌شود.

یکی از مهم‌ترین تفاوت‌هایی که با دیود معمولی دارد این است که در قسمت اتصال نیمه هادی‌ها از مواد پلاستیکی برای پوشش دادن آن استفاده نمی‌شود. برای این که نور به خوبی به محل اتصال نیمه هادی‌ها برسد، از شیشه یا مواد پلاستیکی شفاف بهره گرفته می‌شود.

معمولاً بر روی بسیاری از فتو دیودها لنز بسیار کوچکی وجود دارد که باعث متمرکز شدن نور تابیده شده به نقطه مورد نظر می‌گردد و آن را به محل پیوند انتقال می‌دهد.
معمولاً از فوتو دیود در بایاس معکوس استفاده می‌شود. نوری که به محل اتصال نیمه هادی آن تابیده می‌شود، باعث شکسته شدن پیوندهای کووالانس شده و این امر باعث افزایش جریان معکوس فتو دیود می‌گردد. در عین حال هر چقدر میزان نوری که به محل پیوند می‌تابد کمتر باشد، جریان معکوس آن نیز کاهش پیدا می‌کند.

دیود نور دهنده

این مدل در بایاس مستقیم قرار دارد و اگر شدت جریان به میزان کافی وجود داشته باشد، شروع به تابش نور می‌نمایند. این نور در قسمت اتصال هادی‌ها به وجود می‌آید و علت بروز آن آزاد شدن انرژی موجود در پیوندها در هنگام ترکیب است که به صورت تابش نور نمایان می‌گردد.

نوری که از آن ساطع می‌گردد به جنس ماده‌ای که در نیمه هادی به کار رفته است بستگی فراوانی دارد. از جمله مهم‌ترین کاربردهای آن می‌توان برای طراحی و ساخت انواع گوشی‌های موبایل، سیستم‌های صوتی و تصویری و همچنین پنل‌های خودرو اشاره نمود.

دیود زنر

یکی دیگر از مهم‌ترین و کاربردی‌ترین قطعات الکترونیک که این روزها برای طراحی مدار از آن استفاده می‌شود دیود زنر است. علاوه بر این که امکان عبور جریان از یک جهت را فراهم می‌آورد، بلکه در شرایطی که میزان ولتاژ از حد خاصی بیشتر شود، در قسمت بایاس معکوس نیز باعث عبور جریان از سمت برعکس می‌گردد.

از جمله مهم‌ترین کاربردهای دیود زنر در طراحی مدار این است که از آسیب دیدن مدار در هنگام عبور جریان الکتریکی جلوگیری به عمل می‌آورد. به همین سبب است که از آن برای کنترل ولتاژ در مدارهای الکتریکی انواع و اقسام لوازم برقی استفاده می‌شود.

دیود خازنی

این مدل که به آن واراکتور نیز گفته می‌شود از دو نیمه هادی از نوع P و N ساخته می‌شود که از آن به جای خازن استفاده می‌نمایند و یکی از ویژگی‌های منحصر به فرد آن این است که مقدار ظرفیت خازن آن به ولتاژی که از دو سر آن عبور می‌کند رابطه معکوس دارد.

از جمله مهم‌ترین کاربردهای دیود خازنی می‌توان به طراحی مدار الکترونیک در فرکانس‌های رادیویی اشاره کرد. در واقع از آن برای تنظیم مدار در تمامی تجهیزات ارتباطی استفاده‌های فراوانی می‌گردد.

دیود تونلی

یکی دیگر از مهم‌ترین انواع دیود می‌توان به تونلی اشاره کرد. این دیود مانند سایر نمونه‌های ذکر شده دارای دو نیمه هادی از نوع N و P می‌باشد و از جنس متریال‌هایی مانند ژرمانیوم و گالیم آرسنید ساخته می‌شود.

لازم به ذکر است میزان ناخالصی که در قسمت نیمه‌های های N و P وجود دارد، نسبت به نوع معمولی آن بیشتر است و این امر سبب ایجاد یک ناحیه نازک در محل پیوند می‌گردد. این قسمت نازک موجب می‌شود که حامل‌های زیاد انرژی به جای این که در ولتاژهای پایین عبور کنند، از میان آن تونل بزنند.

 

در پایان باید به این موضوع اشاره کنیم که یکی از مهم‌ترین مواردی که این روزها در طراحی مدار الکترونیک به آن توجه ویژه‌ای می‌شود کیفیت و مرغوبیت دیود است. شایان ذکر است که هر چقدر میزان بلور به کار رفته در طراحی و تولید انواع آن بهتر باشد، مسلماً دیود از نظر ساختار دارای کیفیت و مرغوبیت بالایی بوده و جریان نشتی آن کمتر از همیشه خواهد بود.

این روزها با پیشرفت‌هایی که در فناوری و تکنولوژی رخ داده است، شاهد تولید انواع دیود با جریان نشتی نزدیک به صفر هستیم. این موضوع برای طراحی مدار‌های الکترونیکی از اهمیت بسزایی برخوردار است.