دیودها: تعریف، نماد الکترونیکی، عملکرد، مشخصات، انواع و کاربردها

بحث امروز مقاله ما در مورد " انواع دیودها" است. اگرچه به نظر می رسد دیود جزء کوچکی از یک مدار باشد، اما پیچیدگی های رفتاری زیادی دارد. لذا نیاز است تا قدم به قدم به خانواده دیودها یک سری بزنیم و آنها را تعریف کرده، نحوه عملکرد آن ها را توضیح دهیم و به بررسی انواع آنها پرداخته و در نهایت کاربردهای آنها را بیاموزیم. پس بیایید شروع کنیم!

تعریف دیود

دیود یک قطعه الکترونیکی است که از مواد نیمه هادی تشکیل شده است که در مدارهای الکترونیکی استفاده می شود و به جریان بطور یک سویه اجازه عبور می دهد، یعنی فقط جریان را در یک جهت (یا مثبت و یا منفی) هدایت می کند.

حتماً به این فکر می کنید که چگونه ممکن است یک قطعه الکترونیکی فقط در یک جهت جریان الکتریکی را هدایت کند، حتی اگر دارای دو ترمینال باشد؟

پاسخ در ساختار دیود نهفته است، دیود در یک جهت دارای مقاومت تقریبی صفر است، در حالی که در جهت دیگر مقاومت بی نهایت است، از این رو حفظ جریان فقط در یک جهت مانع جریان در جهت دیگر می شود، اما یک چیز را مد نظر داشته باشید، < ان اینکه این تعریف برای دیود ایده آل است وگرنه مقدار کمی جریان نشتی همیشه وجود دارد و دیود ایده آل وجود ندارد!

دیود می تواند به عنوان رسانا و همچنین به عنوان عایق عمل کند. هنگامی که دیود بایاس معکوس است، به عنوان یک عایق عمل می کند، در حالی که وقتی دیود بایاس مستقیم است، به عنوان یک رسانا عمل می کند.

دیودها عمدتاً از دو نیمه هادی معروف سیلیکون و ژرمانیوم ساخته شده اند.

انواع مختلفی از دیودها وجود دارد، ساخت هر یک با توجه به عملکرد و نحوه انتقال جریان متفاوت است.

نماد الکترونیکی دیود

نماد بالا نشان دهنده یک دیود معمولی استدر حالیکه چندین نوع مختلف از دیودها وجود دارد که در ادامه به بررسی آنها خواهیم پرداخت و هر کدام بر این اساس با نماد متفاوتی نشان داده می شوند.
تاریخچه دیود

تاریخچه دیودها به سال 1900 باز می گردد، زمانی که دیودهای ترمیونیک و دیودهای نیمه هادی برای رادیو ساخته شدند.

دیودهای لوله خلاء مرسوم ترین تجهیزات اوایل سال 1950 بودند که توسط چندین دانشمند از طریق آزمایش های مختلف مانند فردریک گاتری و توماس ادیسون مورد استفاده قرار گرفتند و تغییر یافتند.

در جنگ جهانی دوم، دیودهای کریستال و یکسو کننده‌های کریستالی به شدت در سیستم‌های رادار مورد استفاده قرار گرفتند که منجر به استفاده شدید و توسعه در دنیای دیود شد.

کارکرد و ساختار دیود

برای درک عملکرد یک دیود، اجازه دهید ابتدا ساختار اصلی آن را مورد بحث قرار دهیم، چگونگی کارکرد دیود را درک نخواهید کرد مگر اینکه ساختار آن را درک کنید!

اساس ساختار دیود:

اساس ساختار دیود از یک نیمه هادی، یک نیمه هادی نوع p و یک نیمه هادی نوع n تشکیل شده است که به هم متصل شده اند. آیا تجربه اولیه ای از نیمه هادی ها دارید؟ نیمه هادی ها موادی هستند که خواصی در طیف فلزات و نافلزات دارند، اگر می خواهید در مورد عناصر و خواص مربوط به آنها بیشتر بدانید باید به جدول تناوبی مراجعه کنید.

نیمه هادی ها دو نوع هستند، نیمه هادی های ذاتي و نیمه هادی های غيرذاتي.

نیمه هادی های ذاتی نیمه هادی های خالص بدون هیچ ناخالصی اضافی هستند. مثال خوب برای نیمه هادی ذاتی سیلیکون و ژرمانیوم است.

نیمه هادی های غيرذاتي آنهایی هستند که دوپینگ دارند، نگران نباشید که در ادامه درباره دوپینگ بحث خواهیم کرد.

مفهوم دوپینگ در نیمه هادی ها:

برای درک نیمه هادی های نوع p و نوع n، باید از مفهوم دوپینگ آگاه باشید. ما می توانیم دوپینگ را اینگونه تعریف کنیم؛ دوپینگ افزودن عمدی ناخالصی ها به یک نیمه هادی ذاتی است. این افزودن ناخالصی سبب تغییر در ویژگی های فیزیکی، الکتریکی و نوری آن نیمه هادی ذاتی خواهد شد.

نیمه هادی های نوع P


یک نیمه هادی نوع p، با دوپینگ ساخته می شود، یعنی افزودن ناخالصی که ذاتاً پذیرنده الکترون است به نیمه هادی، مثلاً گالیم و بور به سیلیکون اضافه می شود و آن را به یک نیمه هادی نوع p تبدیل می کند.

حتماً به این فکر می کنید که چرا آنها را نیمه هادی های نوع p می نامند؟ بگذارید به شما بگویم، نام p-type به دلیل وجود بار مثبت (Positive) روی نیمه هادی است.

نیمه هادی نوع p شامل حداکثر حفره ها و تعداد کمی الکترون است.

نیمه هادی نوع N:

نیمه هادی نوع n با دوپینگ نیمه هادی با یک عنصر دهنده الکترون ساخته می شود.

نیمه هادی نوع n دارای اکثریت الکترون ها و تعداد کمی حفره است.

نام n-type به دلیل بار منفی (Negative) الکترون های موجود در نیمه هادی داده شده است.

آرسنیک و فسفر برای دوپینگ سیلیکون استفاده می شود و آن را به نیمه هادی نوع n تبدیل می کند.

اکنون که با اصول نیمه هادی های نوع n و نوع p آشنا شدیم، اجازه دهید کاربرد آنها در ساخت دیود نیمه هادی را مورد بحث قرار دهیم. 

پیوند P-N

بحث ما بدون بحث پیرامون پیوند PN ناقص خواهد بود، آیا می توان یک دیود بدون پیوند PN داشت؟ بله، چند استثنا وجود دارد، اما موارد معمولی لزوماً یک اتصال PN دارند.

همانطور که قبلاً به شما گفتم دیودهای نیمه هادی از مواد نیمه هادی نوع n و p تشکیل شده اند که برای ساخت یک دیود به یکدیگر متصل شده اند.

ادغام این دو ماده باعث ایجاد پیوند PN بین نقطه تماس دو ماده می شود.

پس از تشکیل اتصال PN، فرآیند انتشار انجام می شود، در ادامه در مورد آن بحث خواهیم کرد، نگران نباشید!

ناحيه تخلیه

تفاوت قابل توجهی بین مقدار حفره ها و الکترون ها در هر دو طرف وجود دارد. اگر مفهوم ساده انتشار را بدانید، یک ذره از ناحیه غلظت بالاتر به ناحیه غلظت کمتر حرکت می کند و برعکس، در اینجا نیز همین اتفاق می افتد، حفره ها از سمت p به سمت n دیود حرکت می کنند.

در همین حال، الکترون ها از سمت n جایی که غلظت آنها بیشتر است به سمت p که غلظت آنها کمتر است، حرکت می کنند.

این حرکت الکترون ها و حفره ها باعث ایجاد یک جریان انتشار می شود که منجر به تشکیل یک لایه بی حرکت از یون مثبت و منفی در محل اتصال PN می شود که به این لایه، منطقه تخلیه (Delpletion Region) می گویند.

حتما فکر می کنید که چرا به شما در خصوص منطقه تخلیه توضیح دادم؟ چرا لازم است؟

ناحیه تخلیه، انتشار الکترون ها و حفره ها را از قسمت نیمه هادی دوپینگ شده مقابل محدود می کند، در غیر این صورت، پس از انتشار ثابت، همه الکترون ها و حفره ها به سمت یکدیگر حرکت کرده و تقریباً هیچ حامل باری برای هدایت جریان در زمانی که دیود به یک منبع تغذیه مثل باتری متصل است، باقی نمی ماند. 

از طرف دیگر، اندازه منطقه تخلیه، میزان جریان و مقاومت را حفظ می کند. منطقه تخلیه بزرگتر، مقاومت بزرگتر دارد. هنگامی که بحث در مورد بایاس مستقیم و معکوس دیود و ویژگی های دیود به پایان رسید، این مفهوم را راحت تر درک خواهید کرد.

شرایط بایاسینگ دیود

برای درک عملکرد یک دیود ساده، ابتدا باید شرایط بایاس دیود را بدانید.

باياس مستقيم

بایاس معکوس

بایاس صفر



بایاسینگ مستقیم

هنگامی که ترمینال مثبت باتری به نیمه هادی نوع p وصل می شود در حالی که نیمه هادی نوع n به ترمینال منفی باتری وصل می شود به آن بایاس مستقیم دیود می گویند.

منطقه تخلیه در این مورد بسیار نازک است و ولتاژ پیشرو یا VF برای هدایت جریان آسان تر است بر منطقه تخلیه غلبه کند.

اتصال PN به دلیل نازک بودن منطقه تخلیه مقاومت بسیار کمی در برابر جریان ارائه می دهد.

در شرایط بایاس مستقیم، یک دیود ایده آل دارای مقاومت صفر است، اما همانطور که قبلاً به شما گفتم، شرایط ایده آل را نمی توان در عمل ایجاد کرد.

بایاسینگ معکوس


در شرایط بایاس معکوس، ترمینال منفی به ناحیه نوع p دیود متصل می شود، در حالی که ترمینال مثبت به ناحیه نوع n دیود متصل می شود.

منطقه تخلیه در این مورد بسیار ضخیم است.

اتصال PN در بایاس معکوس مقاومت بسیار بالایی را به دلیل ضخامت ناحیه تخلیه ارائه می دهد.

یک دیود در شرایط ایده آل در هنگام بایاس معکوس دارای مقاومت بی نهایت است.

بایاسینگ صفر:

اگر ولتاژ به دیود اعمال نشده باشد، اصطلاحاً دیود در شرایط بایاس صفر قرار دارد.

در شرایط بایاس صفر، یک تعادل حرارتی در دیود وجود دارد.

سد پتانسیل طبیعی در دیود وجود دارد که برای سیلیکون 0.5 ولت تا 0.7 ولت است و برای ژرمانیوم این سد پتانسیل 0.3 ولت است.

مشخصات دیود

ما پیش از این در مورد شرایط بایاس مستقیم و معکوس دیود بحث کردیم، برای درک ویژگی‌های جریان و ولتاژ هر دو شرایط، نمودار زیر را متشکل از یک منحنی مشخصه در نظر بگیرید.

ولتاژ معمولاً بر روی محور x نمودار رسم می شود در حالی که جریان، بر روی محور y قرار می گیرد.

نقطه شروع نمودار را می توان در مرکز مشاهده کرد، جایی که هر دو مقدار یعنی جریان و ولتاژ صفر است.

جریان بایاس مستقیم را می توان مشاهده کرد که به سمت بالا امتداد می یابد، در حالی که در بالای محور افقی، جریان بایاس معکوس به سمت پایین گسترش می یابد.

در سمت راست بالا می توانید مقادیر ترکیبی ولتاژ بایاس مستقیم و جریان بایاس مستقیم را مشاهده کنید.

در پایین سمت چپ مقدار ترکیبی جریان بایاس معکوس و ولتاژ بایاس معکوس را نشان می دهد.

در مشخصه بایاس مستقیم، جریان IF در جهت رو به جلو جریان دارد و به مقدار VF (ولتاژ بایاس مستقیم) بستگی دارد.

به رابطه بین VF و IF مشخصه IV می گویند.

اگر ولتاژ بایاس مستقیم صفر باشد، جریان بایاس مستقیم آن IF نیز صفر است، یعنی 0 میلی آمپر.

از نمودار می‌توانیم به وضوح ببینیم که افزایش ولتاژ مستقیم، نسبت به نقطه صفر نمودار، باعث افزایش VF می‌شود.

اکنون نوبت مهم ترین نقطه منحنی است، ولتاژ زانو که با VK نشان داده می شود.

حتماً به این فکر می کنید که چرا آن را ولتاژ زانو می نامیم؟ و چگونه به دست می آید؟ به خط تشکیل شده نگاهی بیندازید، به نظر می رسد که یک زانو کشیده شده است، بنابراین ما آن را ولتاژ زانو می نامیم. ولتاژ زانو نقطه ای است که VF ولتاژ مستقیم به اندازه کافی بزرگ است تا بر ناحیه تخلیه دیود غلبه کند و جریان مستقیم IF افزایش می یابد که بالاترین نقطه ولتاژ، ولتاژ زانو VK را نشان می دهد.

ولتاژ زانو از ماده ای به ماده دیگر متفاوت است، یعنی VK مخصوص مواد است.

مشخصه معکوس دیود

در شرایط بایاس معکوس، جریان بسیار کمی توسط دیود هدایت می شود.

می توانید ولتاژ معکوس و جریان معکوس را در نمودار مشاهده کنید که به ترتیب با VR و IR نشان داده شده اند.

مقدار بسیار کمی از حامل های بار وجود دارد که جریان IR معکوس را هدایت می کنند.

ما نمی توانیم افزایش قابل توجهی در جریان معکوس IR را حتی با مقدار زیادی VR ولتاژ معکوس مشاهده کنیم.

VBR یکی از مهمترین ویژگی های دیود بایاس معکوس است، ولتاژ شکست دیود بایاس معکوس که به مقدار ولتاژی اشاره دارد که در آن جریان معکوس IR به سرعت افزایش می یابد و اتصال PN را می شکند.

معادله دیود

معادله زیر به شرایط ایده آل جریان و ولتاژ یک دیود در شرایط بایاس مستقیم یا بایاس معکوس اشاره دارد. معادله با موارد زیر مطابقت دارد.

I جریان دیود است که گاهی اوقات به عنوان ID نیز نمایش داده می شود.

IS جریان اشباع بایاس معکوس است و برای هیچ دیودی ثابت نیست و معمولاً با دما تغییر می کند.

VD ولتاژ دو سر دیود است

VT ولتاژ حرارتی است که برابر با 25.8563mV  در 300 درجه کلوین است.

در شرایط دیگر، Vt برابر با ضرب ثابت بولتزمن  در دما تقسیم بر بار الکترون است، یعنی kT/q

n ضریب ایده آلی است که ضریب کیفیت و ضریب انتشار نیز نامیده می شود.

این معادله را معادله دیود ایده آل شاکلی می نامند که در آن ضریب ایده آل 1 تنظیم شده است.

در شرایط دیگر، ضریب ایده‌آل می‌تواند از 1 تا 2 یا در برخی موارد بیشتر از آن باشد.

در شرایط بایاسینگ مستقیم، ضریب ایده‌آل تقریباً ناچیز است و معادله را می‌توان به صورت زیر نوشت؛

انواع دیود

با پیشرفت تکنولوژی و افزایش نیازهای بشر، دیودها نیز تغییر شکل دادند و وظایف متعددی را به عهده گرفتند که انواع مختلفی از دیودها وجود دارد که در زیر به برخی از آنها اشاره می شود.

دیود زنر

این یک دیود اتصال PN به شدت دوپنگ شده است که در شرایط بایاس معکوس زمانی که به یک ولتاژ مشخص می رسد کار می کند، این ولتاژ ولتاژ زنر نامیده می شود.

ولتاژ شکست بهترین ظرفیت عملکردی ممکن دیود را نشان می دهد.

دیود زنر برای تثبیت ولتاژهای DC استفاده می شود، همچنین می توانید آن را در کاربردهایی همچون برش، محافظت مدار، سرکوبگرهای سرج و کاربردهای سوئیچینگ در میان کاربردهای بی شمار دیگری به شمار آورد. 

این دیودها در ولتاژهای مختلف زنری موجود هستند و بنا به نیاز می توان از آنها استفاده کرد.

دیود PIN

دیود PIN یک دیود نیمه هادی است که دارای یک ناحیه نیمه هادی بدون دوپینگ وسیع است که بین دو ناحیه نوع n و نوع p با دوپینگ خیلی بالا قرار گرفته است.

آنها طیف گسترده ای از کاربردها را در سوئیچ های مایکروویو و رادارها مورد استفاده قرار می دهند.

دیودهای پین در فیبر نوری و آشکارسازهای نوری نیز استفاده می شوند.

پرتوهای گاما و فوتون های اشعه ایکس را می توان با استفاده از دیود نوری پین تشخیص داد.

دیود شاتکی

این دیود مثل یک دیود اتصال PN معمولی نیست، دیود شاتکی از ترکیب فلز با نیمه هادی نوع n ساخته می شود.

به دلیل عدم وجود یک ترکیب معمولی از نوع P و N، ما هیچ منطقه تخلیه ای را در این دیود نمی بینیم.

آنها را حامل گرم یا دیود سد شاتکی نیز می نامند.

این قطعات بسیار کارآمد هستند و در دستگاه های دیجیتالی که بسیار پیچیده و سریع هستند استفاده می شود.

فتو دیودها

این دیود یکی از معروف ترین انواع دیود است که تقریباً توسط همه شناخته شده است. فتودیود یک اتصال p n نیمه هادی است.

هنگامی که جریان به دلیل جذب نور ایجاد می شود، در شرایط بایاس معکوس کار می کند، یعنی نور را به جریان تبدیل می کند.

آنها کاربردهای بی شماری در زمینه های پزشکی، خودروسازی و سایر زمینه های صنعتی مانند اسکنر CAT، اسکنر PET، نورسنج، دوربین، اسکنر بارکد و غیره دارند!

فتودیودها در دمودولاسیون سیگنال، آشکارسازی و سوئیچینگ نیز استفاده می شوند.


دیود لیزر

آیا تا به حال به شکل کامل کلمه LASER فکر کرده اید؟ لیزر مخفف کلمات (ight amplification by stimulated emission of radiation) است که به معنی تقویت نور با گسیل تحریک شده تشعشع است.

دیود لیزر بر اساس اصل گسیل تحریک شده نور کار می کند.

دیود لیزر دقیقا برعکس دیود نوری کار می کند و ولتاژ را به نور منسجم با شدت بالا تبدیل می کند.

اتصال p-n به عنوان ناحیه فعال یا محیط لیزری دیود عمل می کند.

دیودهای لیزر بسیار کارآمد هستند و می توان آنها را با هزینه بسیار کمتری نسبت به سایر دیودهای شناخته شده تولید کرد.

دیود لیزر برای کار و تولید نور منسجم نسبت به سایر دیودها به توان کمتری نیاز دارد.

کاربردهای بی‌شماری از دیودهای لیزری وجود دارد که در اسکن‌های رادیولوژیکی، بارکدخوان‌ها، نشانگرهای لیزری، چاپ لیزری و موارد دیگر استفاده می‌شوند.

دیود تونلی

دیود تونلی همانطور که از نامش پیداست بر اساس اصل تونل زنی بر اساس اثرات مکانیکی کوانتومی کار می کند.

این دیودها دارای یک اتصال pn  10نانومتری هستند که به شدت دوپینگ شده است که روی خاصیت رسانایی منفی نیمه هادی ها کار می کند.

دیودهای تونلی در نوسانگرها و گیرنده های فرکانس بالا استفاده می شوند، مدارهای مایکروویو نیز با استفاده از آنها ساخته می شوند.

آنها به دلیل جریان کم در مدارهای دیگر به طور گسترده استفاده نمی شوند.

دیود ورکتور

دیود ورکتور از دو قسمت تشکیل شده است، یک دیود و یک خازن متغیر. این دیودها به عنوان خازن های کنترل شده با ولتاژ استفاده می شوند.

ای دیود به نام دیود واریکاپ نیز نامگذاری شده است.

یک وارکتور در حالت بایاس معکوس کار می کند و در مدولاسیون فرکانس، شیفت دهنده فاز RF و چندین کاربرد دیگر استفاده می شوند.

دیود خلا (وکیوم)

این ساده ترین شکل دیود است و بر اساس اصل انتشار ترمیونی کار می کند. این دیود به صورت یک پیوند PN آرایش بندی نشده است، بلکه یک اتصال قدیمی است!

کاتد و آند از فلزات مشخصی تشکیل شده اند که برای این منظور از فلزات مختلفی استفاده می شود.

کاتد و آند هر دو در یک لوله خلاء محصور شده اند.

کاتد با کمک یک منبع تغذیه گرم می شود که به نوبه خود الکترون ها را آزاد می کند، سپس این الکترون ها به سمت آند جذب می شوند.

جریان الکترون ها از کاتد به آند جریان می یابد و جریان تولید می کند.

دیود خلاء فقط در حالت بایاس مستقیم کار می کند و در شرایط بایاس معکوس کار نمی کند.

این ابتدایی ترین شکل دیود است و تقریباً در همه لوازم الکترونیکی در قرن بیستم مورد استفاده قرار می گرفت، گزینه های زیادی مانند رادیو، تلویزیون، از این دیود استفاده می کردند اما با ظهور فناوری های جدید این مدل دیود از دور خارج شد.

ال ای دی (LED)

در بازار معمولا به آنها لد هم خطاب می شود اما  شما می توانید نام درسا آن که همان ال ای دی است را بکار برید. LED در واقع مخفف Light Emitting Diode یعنی دیود ساطع کننده نور است. 

چه کسی از دیودهای ساطع کننده نور در این عصر مدرن آگاه نیست؟ با تبلیغات بی پایان و کمپین های رسانه ای، همه ما تا حدی تصوری مبهم در مورد LED ها داریم.

دیودهای ساطع کننده نور مشابه دیودهای لیزری هستند، اما با اعمال ولتاژ، پرتوهای لیزری ساطع نمی کنند.

LED ها در شرایط بایاس مستقیم کار می کنند، یعنی با اعمال و افزایش ولتاژ، جریان نیز انتشار نور غیر منسجم را افزایش می دهد.

آنها به طور گسترده در دستگاه های دیجیتال برای صفحه نمایش، ارتباطات فیبر نوری و سیستم های هشدار دهنده استفاده می شوند.

دیود گان (Gunn Diode)

اگر یادتان باشد قبلا در مورد دیودهای بدون پیوند PN به شما گفتم، دیود Gunn یکی از آنهاست.

دیود گان یک قطعه الکترونی انتقال یافته TED است که به دلیل اثر گان به نام یک دانشمند کار می کند. این یک تجهیز مقاومت دیفرانسیل منفی است.

در مجموع سه منطقه وجود دارد، منطقه N ناحیه منفی است که بین دو ناحیه P+ که به شدت دوپینگ شده اند قرار می گیرد.

مواد مورد استفاده در این دیود فسفید ایندیم و آرسنید گالیم است.

این یک نوسان ساز کم مصرف است که در تولید امواج مایکروویو استفاده می شود.

دیود Gunn قابلیت اطمینان بالا و پهنای باند بالا را با هزینه های نسبتاً کمتر نسبت به سایر گزینه های موجود ارائه می دهد.

کاربردها و مثال هایی از دیود

از آنجایی که ما در مرحله پایانی بحث خود هستیم، لازم است تا دنیای وسیع کاربردهایی که برای دیودها داریم آگاه باشید، در اینجا لیستی از چند مورد استفاده از دیود که ممکن است قبلاً تا حدی با آن آشنا شده باشید ارایه می کنیم.

تکنولوژی اینورتر

باید از فناوری اینورتر مورد استفاده در لوازم مدرن آگاه باشید، آنها از یکسو کننده هایی استفاده می کنند که جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل می کنند.

تبدیل برق  شهر به جریان یا ولتاژ مستقیم DC، تکنولوژی مدرن را متحول کرده است. ممکن است تبلیغات بی پایانی از فناوری اینورتورها در لوازم خانگی مانند تهویه مطبوع و یخچال را مشاهده کرده باشید.

دینام های خودرو و ضرب کننده های ولتاژ نمونه های شناخته شده در این زمینه هستند.

گیت های منطقی بولین

همه ما جبر بولی و گیت های منطقی آن را در فیزیک یا به نوعی در علوم کامپیوتر به طریقی آشنا هستیم.

این گیت‌های منطقی به‌ویژه گیت‌های منطقی AND و OR را می‌توان با استفاده از دیودها و سایر اجزای ضروری مورد نیاز برای تکمیل مدار ساخت.

گیت‌های منطقی دیودی در تولید قبلی رایانه‌ها، زمانی که سایر گزینه‌های موجود مقرون به صرفه نبودند، بسیار استفاده می‌شد.

دمدولاسیون سیگنال

آیا می دانید دمدولاسیون سیگنال چیست؟ اجازه دهید ابتدا به این پاسخ بدهم، برداشتن سیگنال واقعی از موج مدوله‌شده، دمدولاسیون سیگنال نامیده می‌شود.

دمدولاسیون سیگنال توسط دیود انجام می شود، معمولاً برای سیگنال های رادیویی.

وظیفه اصلی حذف سیگنال های منفی از موج حامل، تولید یک سیگنال خروجی واضح از منظر صدا یا تصویر است.

دمدولاسیون سیگنال یکی از مهمترین کارهایی است که توسط دیودها انجام می شود.

آیا می توانید حدس بزنید که این فرآیند چگونه انجام می شود؟ آشکارساز پاکت AM، که به سادگی یک دیود و یک مدار RC است، منجر به دمدولاسیون می شود.

الکترونیک

از ترانزیستورها و یکسو کننده ها گرفته تا دیودهای ساطع کننده نور و طیف بی پایان استفاده، دیودها جایگاه قابل توجهی در الکترونیک دارند.

دیودها انواع زیادی برای انتخاب دارند، مانند دیود 1N4007 که یکی از معروف ترین دیودها است و برای یکسوسازی استفاده می شود. حداکثر ظرفیت حمل جریان 1A را دارد، گزینه های زیادی وجود دارد که می توانید بنا به نیاز خود از آنها استفاده کنید.

یکی از نمونه های بسیار مشاهده شده LED ها، چراغ های ریسه جشن تا چراغ های راهنمایی بزرگ و آشکارسازهای رادیولوژیکی است، همه ما دیودهای زیادی را در زندگی خود دیده ایم.

دیودهای زنر و به عنوان دیودهای تنظیم و تثبیت کننده ولتاژ عمل می کنند، بدون آنها، مدارهای شما به زودی دچار فرسودگی می شوند، هیچ کس نمی تواند خسارت مالی و جانی را در این مقیاس بزرگ تحمل کند.

دیودهای بای پس در پانل های خورشیدی

تشکیل نقطه داغ یکی از مشکلات بسیاری است که سلول های خورشیدی با آن مواجه است، سلول خورشیدی به دلیل خروجی کم در حضور سایه، گرد و غبار یا برف یا هر عامل دیگری که مانع تابش نور خورشید به سلول خورشیدی می شود، آسیب می بیند.

حالا، حتماً به این فکر می کنید که ، با وجود اینکه خود سلول کار نمی کند اما چگونه یک نقطه داغ (Hot Spot) در این سلول تشکیل می شود

درست است که سلول کار نمی کند، اما سلول های دیگر کارکرد دارند و جریان این سلول ها از این سلول معیوب عبور می کند و آن را گرم می کند و یک نقطه داغ ایجاد می کند.

برای این منظور برای محافظت از سلول معیوب از دیودهای بای پس استفاده می شود. این یکی از کوچکترین استفاده های کاربردهای دیود است!

این دیودهای بای پس به صورت موازی با سلول های خورشیدی متصل می شوند و در کمک می کند در صورتیکه نقطه از سلول آسیب دید جریان را از طریق یک مدار خارجی عبور می دهد.

دیودها به عنوان برش زننده شکل موج

بیایید ابتدا در مورد عملکرد یک مدار کلیپر بحث کنیم، در صورتی که نمی دانید، از مدار کلیپر برای قطع قسمت های خاصی از سیگنال استفاده می شود، بدون اینکه شکل موج واقعی را مختل کند، تصور کنید که در حال ساخت یک ساندویچ با کاتر ساندویچ هستید. برش با شابلون ساندویچ فقط از گوشه ها شکل کاتر را می گیرد و قسمت ها و تکه های اضافی را از بین می برد، اما ساخت و مونتاژ واقعی ساندویچ مختل نمی شود، مدار برشگر دیودی نیز با سیگنال ها همین کار را می کند.

این کلیپرها معمولاً بر حسب عملکرد دو نوع هستند، برشگر موازی و برشگر سری.

دیودها در رادیولوژی

آیا تا به حال برای اسکن به بیمارستان رفته اید؟ برای استخوان شکسته یا برای تشخیص؟

دیودهای لیزری آنهایی هستند که برای این منظور استفاده می شوند، ما قبلاً در قسمت قبل به تفصیل در مورد آنها خوانده ایم.

امروزه از دیودهای لیزر حتی برای درمان های جراحی مانند ترمیم شبکیه و سایر جراحی های مربوط به چشم استفاده می شود. لیتوتریپسی نیز با لیزر انجام می شود، سنگ کلیه شما از خارج از بدن، از طریق پرتو لیزر بدون هیچ برشی شکسته می شود. انقلاب علمی و صنعتی نیست؟ قطعا همینطور است!