دیود چیست؛ هر آنچه درباره دیود و انواع آن باید بدانید

دیود یکی از مهم ترین قطعات در بردها و تجهیزات الکترونیکی است. این قطعه انواع گوناگونی داشته و هر یک کاربردهای گوناگونی دارد. در مقالات پیشین به معرفی ترانزیستور پرداختیم. در این مطلب قصد داریم به بررسی این قطعه مهم و انواع دیود بپردازیم، با ما همراه باشید.

دیود چیست؟

دیود، به عنوان یکی از قطعات برد الکترونیکی و دیگر تجهیزات و لوازم برقی است.  این قطعه پرکاربرد و مهم اساس طراحی و ساخت اغلب تجهیزات و وسیله های الکتریکی بوده و از نیمه هادی های رایجی چون سیلیکون، ژرمانیوم و سلنیوم ساخته شده است.

از این قطعه به منظور یکسوسازی جریان و جلوگیری از انتشار مخالف الجهت آن در یکسوسازها، سوئیچینگ ها و رگولاتورهای ولتاژ استفاده می شود.

دیود از لحاظ ساختاری از پیوند دو نیمه هادی نوع N و P برای انتقال کنترلی و منظم جریان الکتریکی در مدار ساخته شده و به مانند پلاریته منفی در سمت نیمه هادی نوع N و پلاریته مثبت در سمت نیمه هادی نوع P می ماند.

بنابراین، انتشار جریان در دیودها از پایه آند به سمت کاتد بوده و با اعمال بایاس مستقیم به دو سر پایه ها، در صورتی که ولتاژ آند بیشتر از کاتد باشد، جریان بیرونی در حقیقت توانایی غلبه بر سد پتانسیل موجود در ناحیه تهی را داشته و عبور خواهد کرد، در مقابل اگر ولتاژ آند کم تر از کاتد بوده و جریانی در وسیله نتواند جاری شود، در این صورت دیود خاموش بوده و حالت بایاس معکوس اعمال شده است و فقط جریان ناچیزی به نام جریان اشباع معکوس در جهت مخالف از آن می گذرد.

انواع دیود

1.دیود سیگنال کوچک

این نوع دیودها با برخورداری از عرض ناحیه تهی یا پیوند کم، دارای ولتاژهای عملکردی در حد پایین بوده و اغلب در وسیله های رسانه ای فرکانس بالا و جریان پایین مانند تلویزیون ها و رادیوها به کار می روند.

2.دیود سیگنال بزرگ

عرض ناحیه پیوند این قطعه بزرگ تر بوده و منجر به افزایش جریان خازنی نیز شده، ولی به دلیل ایجاد نویز در عملکردهای فرکانس بالا، مناسب آن ها نبوده و معمولاً توانایی تحمل پیک های ولتاژ یا جریان بالا با فرکانس پایین را دارند.

3.دیود یکسوساز

این وسیله با برخورداری از ناحیه پیوندی عریض و ظرفیت خازنی بسیار بالا، دارای سرعت سوئیچینگ پایینی بوده و قابلیت کنترل جریان های بالا را دارد. از این دیودها به طور رایج در مدارهای تبدیل جریان متناوب(AC) به جریان مستقیم(DC) استفاده می شود.

4.دیود زنری از دیگر انواع دیود

این نوع دیود محافظتی دارای عملکرد مشابه با سایر دیودهای معمولی در هر دو حالت بایاس مستقیم و معکوس بوده، ولی به دلیل برخورداری از ولتاژ شکست، با محدودیت عبور جریان روبرو بوده و به محض رسیدن ولتاژ کاری به ولتاژ زنری، جریان عبوری را مسدود ساخته و به عنوان منبع ولتاژ فعالیت می کند و در طراحی مدارهای حاوی پالس های لحظه ای یا به عنوان رگولاتور ولتاژ به دلیل قابلیت کنترل خودکار جریان به طور گسترده استفاده می شود.

5.دیود نور افشان

ال ای دی در واقع یکی از پرکاربردترین و محبوب ترین قطعات الکترونیکی مورد استفاده در وسیله ها و تجهیزات الکتریکی مسکونی، تجاری و تفریحی بوده و با برخورداری از قابلیت الکترولومینسانس یا همان بازترکیب نوری الکترون ها با حفره ها، انرژی الکتریکی دریافتی را به انرژی نورانی تبدیل نموده و نوری خاص متمایل به رنگ سفید از خود ساطع می کند.

6.دیود شاتکی

در این نوع دیودها بجای نیمه هادی نوع P از فلزات مختلفی چون تنگستن، پلاتین و کروم به عنوان کاتد یا پلاریزه منفی استفاده شده و ناحیه پیوندی شامل نیمه هادی نوع N و فلز می باشد. با اعمال بایاس مستقیم می توان تأثیر فلز در کاهش افت ولتاژ و بالا رفتن سرعت سوئیچینگ آن را مشاهده نموده که در نهایت باعث هدایت جریان های بزرگتری توسط آن می شود.

حتما بخوانید: مراحل مونتاژ برد الکترونیکی 

7.دیود شاکلی

به عنوان اولین و یکی از منحصر به فردترین قطعات الکترونیکی، دارای چهار لایه نیمه هادی PNPN بوده و مانند یک ترانزیستور فاقد ترمینال گیت عمل نموده و به دلیل عدم ورودی تنها راه بکارگیری آن یک دیود با بایاس مستقیم می باشد. در ضمن، برای راه اندازی این قطعه نیاز به ولتاژ بالاتر از ولتاژ شکست ساختار بوده و در صورت اعمال ولتاژ بسیار پایین تر از ولتاژ شکست، می توان شاهد خاموش بودن آن بود.

8.دیود بازیابی پله ای

این نوع قطعه که به دیود ضربه ای ناگهانی یا ذخیره کننده بار نیز معروف است، دارای قابلیت ذخیره سازی بار در پالس مثبت سیگنال و بکارگیری طریقه سینوسی آن در پالس منفی بوده و مطابق با زمان ضربه، زمان صعود در آن رخ می دهد و بدین جهت دارای پالس های بازیابی سرعت است. این وسیله با برخورداری از فرکانس قطع بالا در محدوده گیگاهرتز، کاربرد زیادی در ضرب کننده های مراتب بالا و پایین دارد.

9.دیود تونلی از دیگر انواع دیود

این قطعه به دلیل برخورداری از ناحیه پیوندی باریک و سرعت خنثی کنندگی بالا، دارای سرعت سوئیچینگ بسیار سریع بوده و حاملین بار به طور سریع از سد پتانسیل عبور می نمایند. کاربرد رایج این وسیله در طراحی اسیلاتورها و تقویت کننده های مایکروویو به دلیل عملکرد فوق العاده خوب آن در محدوده فرکانس مایکروویو بوده و توانایی هدایت جریان در بایاس معکوس را داشته و از ناحیه ای با مقاومت منفی نیز برخوردار است.

10.دیود خازنی

این نوع دیودها به دلیل برخورداری از قابلیت تغییر محدوده خازنی، بیشتر در مدارهای با ولتاژ ثابت کاربرد داشته و با اعمال بایاس معکوس و تنظیم آن می توان سایز عرض ناحیه تهی را تغییر داد. بنابراین، به عنوان کنترلر اسیلاتورهای ولتاژ تلفن همراه و فیلترهای ماهواره ای به کار می رود.

11.دیود لیزری

این وسیله پرکاربرد و توانمند دارای پیوند نیمه هادی نوع P و N با یک گاف ذاتی جدا کننده بوده و به شکل PIN طراحی می شود. دیودهای لیزری در گونه های متنوعی چون لیزری ناهمگون، لیزری چاه کوانتومی، لیزری آبشاری کوانتومی و بازتاب آینه ای براگ ساخته شده و برای استفاده در بارکدخوان ها، ارتباطات فیبر نوری، اشاره گرهای لیزری، خواندن و ضبط نمودن و چاپ لیزری به کار می روند.

12.فتو دیود

این دیودها بر خلاف ال ای دی، انرژی دریافتی نورانی را به انرژی الکتریکی برای تأمین جریان برق تجهیزات و دستگاه های نوری تبدیل نموده و به طور رایج در طراحی سلول های خورشیدی به کار می روند.

13.دیود بهمنی

دیود بهمنی تحت بایاس معکوس و ولتاژ شکست بسیار بالا برای عبور جریان در جهت معکوس با عمل یونیزاسیون در ناحیه پیوندی PN به کار رفته و برای ممانعت از خرابی دیودها در حالت اعمال ولتاژ معکوس طراحی شده و طبق اصل پدیده شکست بهمنی، جریان بالایی را در این حالت عبور می دهد.

حرف آخر

در این مطلب به معرفی دیود و انواع آن پرداختیم، همانطور که می دانید این قطعه از مهم ترین قطعات در بردها و تجهیزات الکترونیک است. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره بردهای الکترونیک و قطعات آن توصیه می کنیم در دوره های آموزش تعمیرات بردهای الکترونیکی در آموزشگاه برق گستران ثبت نام کنید.