دیود چیست؟ آشنایی با کاربرد دیود

به گزارش برق نیوز، دیود یک قطعه نیمه هادی است که در الکترونیک کاربرد‌های بسیار زیادی دارد. Diode قطعه‌ای ساده، اما کاربردی است که وظیفه‌ی یکسو کردن جریان الکتریسیته را بر عهده دارد. در واقع جریان از یک سمت وارد دیود می‌شود؛ اما بعلت مقاومت بالا، از جهت دیگر توان خروج را نخواهد داشت. دیود شامل انواع مختلفی مانند واریکپ، زنر، شاتکی و نوری می‌شود. اگر می‌خواهید با کاربرد هر دیود آشنا شوید این مطلب را تا انتها مطالعه کنید.

دیود در مدار الکتریکی چه عملکردی دارد؟

دیود یک قطعه دوقطبی و نیمه هادی در مدار‌های الکتریکی است که جریان الکتریسیته را فقط از یک سو عبور می‌دهد. رنگ این قطعه معمولا مشکی بوده و شکل و شمایل آن استوانه‌ای و کوچک، شبیه به مقاومت است.

رفتار دیود و دیگر عناصر نیمه هادی با استفاده از مولتی متر و اسیلوسکوپ سنجش می‌شود به کمک مولتی متر می‌توانید جریان و ولتاژ ورودی و خروجی به دیود را مورد بررسی قرار دهید. به کمک اسیلوسکوپ نیز میتوانید سیگنال دو سر دیود را بررسی نمایید، قیمت اسیلوسکوپ نسبتا بالاست، اما بسیار کاربردی است.

اجزای دیود چیست؟ | آشنایی با ساختمان diode

قطعه دیود از اتصال دو بلور از نوع p و n ایجاد شده است. قطب مثبت در بخشی که ناخالصی آن از نوع P است قرار گرفته و بخش n هم به قطب منفی مربوط می‌شود. پیوند pn داخل یک روکش قرار گرفته و دو تکه سیم برای اتصال به بقیه مدار، در دو سر آن قرار گرفته‌اند.

وظیفه و کار دیود چیست؟

هر یک از قطعات الکتریکی کاربرد مختص خود را دارند. مهمترین وظیفه‌ی دیود هم در تمام مدار‌های الکتریکی، یکسوسازی جریان است. هنگامی که نیم سیکل مثبت به آند وارد می‌شود از آن عبور می‌کند، اما نیم سیکل منفی از از آن خارج نخواهد شد. افت ولتاژ ثابتی که در دو سر دیود وجود دارد با VD یا Vɣ (وی گاما) نشان داده می‌شود.

مقدار ولتاژ دیود به جنس آن بستگی دارد که معمولا عدد ثابتی است. دیود‌های از جنس ژرمانیوم حدود ۲۰۰ میلی ولت و دیود‌های از جنس سلیسیوم حدود ۷۰۰ میلی ولت، تحمل ولتاژ دارند. شما می‌توانید با استفاده از مولتی متر ولتاژ و با آمپر متر جریان دوسر دیود را اندازه‌گیری کنید.

کاربرد اصلی دیود‌ها در مدارات منبع تغذیه یکسوسازی سیگنال است.

کاربرد دیود در مدار‌های الکتریکی

دیود‌ها در مدار‌های الکتریکی کاربرد‌های متنوعی دارند که در جدول زیر هر یک از این کاربرد‌ها را مشاهده می‌کنید:

معرفی انواع دیود

همانطور که گفتیم دیود‌ها در انواع مختلفی تولید می‌شوند و هر کدام از آنها کاربرد‌های متفاوتی دارند. در ادامه به معرفی هر یک از انواع دیود‌ها می‌پردازیم.

دیود یکسو ساز

دیود معمولی یا یکسوساز یکی از پرکاربردترین انواع دیودهاست که وظیفه اصلی آن تبدیل جریان متناوب (AC) به جریان مستقیم (DC) است. این دیود‌ها معمولاً در مدار‌های منابع تغذیه به کار می‌روند و با عبور دادن جریان فقط در یک جهت، نقش کلیدی در حذف نیم‌سیکل منفی ولتاژ دارند.

دیود‌های یکسوساز به دلیل توانایی تحمل جریان و ولتاژ بالا، اغلب از جنس سیلیکون ساخته می‌شوند و در انواع مدار‌های یکسوساز نیم‌موج و تمام‌موج مورد استفاده قرار می‌گیرند.

برای بررسی عملکرد مدار‌های یکسوساز و اندازه‌گیری جریان عبوری مدار، با ابزار‌هایی ساده مثل آمپرمتر کلمپی ارزان می‌توانید بدون نیاز به قطع مدار جریان مستقیم (DC) خروجی یکسوشده مدار را مشاهده کنید.

دیود زنر

دیود زنر یکی دیگر از انواع دیود است که برخلاف دیود یکسوساز، توانایی هدایت جریان در بایاس معکوس را دارد و معمولاً برای تثبیت ولتاژ در مدار‌های الکترونیکی به‌کار می‌رود. از آنجا که سلامت و کارایی این دیود برای عملکرد صحیح مدار اهمیت زیادی دارد، معمولاً از روش‌های مختلفی برای بررسی آن استفاده می‌شود.

یکی از رایج‌ترین روش‌ها تست دیود زنر با مولتی‌متر است که به کمک آن می‌توان وضعیت هدایت دیود در دو جهت را بررسی کرد. همچنین در موارد عملی و هنگام عیب‌یابی، تکنسین‌ها از روش تست ولتاژ دوسر دیود زنر روی برد استفاده می‌کنند تا بدون نیاز به جدا کردن قطعه، ولتاژ و عملکرد آن را در همان مدار بسنجند.

دیود شاتکی

دیود شاتکی یکی از سریع‌ترین دیود‌های نیمه‌هادی است که به دلیل افت ولتاژ مستقیم پایین و سرعت سوئیچینگ بالا در منابع تغذیه سوئیچینگ و مدار‌های فرکانس بالا کاربرد دارد. ساختار این دیود به شکلی طراحی شده که ولتاژ هدایت شده در آن نسبت به دیود‌های عادی کمتر بوده و حدود ۱۵۰ تا ۴۰۰ میلی ولت است.

این دیود معمولاً برای کاهش تلفات و افزایش راندمان استفاده می‌شود. عیب‌یابی و تست دیود شاتکی با مولتی‌متر انجام می‌شود.

دیود نوری یا LED

دیود نوری یا LED نوعی دیود نیمه‌هادی است که هنگام عبور جریان در جهت مستقیم، انرژی الکتریکی را به نور تبدیل می‌کند. این قطعه به دلیل مصرف کم انرژی، طول عمر بالا و تنوع رنگی، در نمایشگرها، چراغ‌های روشنایی، علائم راهنمایی و انواع تجهیزات الکترونیکی کاربرد گسترده‌ای دارد. LED‌ها علاوه بر بازده بالا، امکان کنترل شدت و رنگ نور را نیز فراهم می‌کنند و به همین دلیل به یکی از محبوب‌ترین منابع نور در صنایع مختلف تبدیل شده‌اند.

سنسور مادون قرمز

آیا سنسور مادون قرمز یکی از انواع دیود است؟ بله؛ سنسور‌های مادون قرمز بر پایه‌ی دیود‌های نیمه‌هادی ساخته می‌شوند. تفاوت این سنسور‌ها با دیود‌های نوری در انعکاس نور است که به جای نور مرئی، نور مادون قرمز منتشر می‌کنند.

نتیجه گیری

دیود یک قطعه نیمه‌هادی ساده، اما حیاتی در الکترونیک است که جریان را فقط در یک جهت عبور می‌دهد. این ویژگی باعث شده در مدار‌های یکسوساز، تثبیت‌کننده ولتاژ، محافظت از قطعات و حتی تولید نور در LED‌ها کاربرد گسترده‌ای داشته باشد و نقشی اساسی در دنیای فناوری ایفا کند.