دیودها یکی از المان های الکترونیکی است که جریان الکتریکی را در یک جهت از خود عبور میدهد و در جهت دیگر در مقابل عبور جریان از خود مقاومت بسیار بالایی نشان میدهد.
دیود را از اتصال دو نیم رسانا از نوع N و P می سازند. پایه ای که به نیمه هادی نوع N متصل است “کاتد” و پایه ای که به نیمه هادی نوع P متصل است “آند” نام دارد.
اگر ولتاژ مثبت به آند و ولتاژ منفی به کاتد وصل شود، دیود در بایاس مستقیم قرار دارد و در صورتیکه میزان اختلاف ولتاژ بین آند و کاتد آن از ولتاژ آستانه دیود بیشتر باشد، دیود هدایت میکند.
دیود در مدارات الکتریکی کاربردهای زیادی دارد. تبدیل جریان الکتریکی متناوب به مستقیم، مهمترین کاربرد عملی دیود است. در بسیاری از آداپتورها، از یک یا چند دیود برای یکسوسازی جریان متناوب استفاده میشود. همچنین برای جلوگیری از سوختن وسیله الکتریکی بر اثر اتصال معکوس تغذیه از دیود استفاده میشود. علاوه بر این، دیودها در مدارات چند برابر کننده ولتاژ، مدارات برش دهنده و… نیز کاربرد دارند.
دیود یکسوساز
این دیودها برای یکسوسازی یا یکطرفه کردن ولتاژ متناوب به کار میروند و در محدوده فرکانس کاری ۵۰ تا ۶۰ هرتز ساخته میشوند.
ولتاژ آستانه در نوع سیلیسیومی این دیودها حدود ۰.۷ ولت و در نوع ژرمانیومی آنها حدود ۰.۲ ولت است.
یکی از پرکاربردترین نوع این دیودها، دیودهای سری ۱N400X (از جمله ۱N4007) هستند که برای جریانهای پایین در حد ۱ آمپر کاربرد دارند. دیودهای سری ۱N540X (از جمله ۱N5408) نیز دیود یکسوکننده هستند و چون جریان بالاتری (تا ۳ آمپر) نسبت به سری ۱N400X دارند، در بخش یکسوسازی منابع تغذیه استفاده میشوند.
دیود زنر
دیود زنر هم مانند دیود معمولی از اتصال دو کریستال P و N ساخته میشود. جنس نیمه هادی های این دیود از سیلیسیوم بوده و در بایاس موافق، مانند یک دیود معمولی سیلیسیومی عمل می کند. برخلاف دیودهای معمولی که در بایاس مخالف و در منطقه شکست، آسیب می بینند، دیودهای زنر به گونه ای ساخته میشوند که بتوانند در منطقه شکست کار کنند.
وقتی ولتاژ بایاس مخالف دیود زنر را به تدریج افزایش دهیم، در یک ولتاژ خاص که به آن ولتاژ شکست دیود زنر می گویند، شروع به هدایت می کند. در واقع با رسیدن دیود زنر به نقطه شکست دیود، ولتاژ دو سر آن تقریبا ثابت می ماند و جریان عبوری از آن افزایش می یابد. از این خاصیت دیود زنر برای تثبیت ولتاژ استفاده میشود.
بنابراین دیود زنر نوع خاصی از دیود است که جریان را در دو جهت از خود عبور میدهد و اساسا برای کار در ناحیه شکست طراحی شده است. از این دیود، در مدارات تنظیم ولتاژ برای تولید ولتاژ رفرنس استفاده میشود. همچنین این دیود در مدارات برشگر، مدارات سوئیچینگ و مدارهای حفاظتی کاربرد دارد.
دیود اتصال نقطه ای
دیودهای معمولی در بایاس معکوس، یک ظرفیت خازنی درحدود پیکو فاراد ایجاد می کنند. اگر بخواهیم این دیودها را در فرکانس های بالا به کار ببریم، به دلیل ظرفیت خازنی در بایاس معکوس، مقاومت معکوس دیود کم شده و باعث عبور جریان از دیود میشود.
برای کم کردن ظرفیت خازنی دیود، مناسبترین راه، کم کردن سطح اتصال هادی هاست. لذا سطح اتصال هادی ها در این نوع دیودها را به گونه ای می سازند که برای فرکانس های بالا و جریان های کم مناسب باشند.
یکی از پرکاربردترین این نوع دیودها، دیود ۱N4148 می باشد که در مدارات فرکانس بالایی که دیود لازم باشد، از آن استفاه میشود. این دیود البته برای جریان های پایین (تا ۲ آمپر) مناسب است. ظرفیت خازنی این دیود ۴ پیکوفاراد است در حالیکه دیودهای معمولی، چند ده پیکوفاراد خازن دارند.
دیود شاتکی
دیودهای معمولی نمی توانند خیلی سریع قطع و وصل شوند. در مداراتی که نیاز به دیود با سرعت قطع و وصل بالا وجود دارد از دیودهای شاتکی استفاده میشود.
این دیودها که به دیودهای Fast معروف هستند، دارای ولتاژ آستانه پایینتری نسبت به دیودهای معمولی هستند. همین عامل به این دیودها کمک میکند که در زمان کوتاهتری از وضعیت رسانایی به وضعیت نارسانایی انتقال یابند. این دیودها در منابع تغذیه سوئیچینگ و مبدل های الکترونیک قدرت که نیاز به سرعت قطع و وصل بالا وجود دارد، کاربردهای زیادی دارند.
دیودهای خانواده HER30X و MR85X و 1N58XX نمونه هایی از دیودهای شاتکی موجود در بازار هستند.
دیود شاتکی ASLM-5829-BLKG
دیود خازنی (واراکتور)
اگر دو نیمه هادی P و N را به عنوان دو رسانا و لایه سد بین آنها را به عنوان ماده دی الکتریک در نظر بگیریم، این مجموعه یک خازن را تشکیل میدهد که در ناحیه تخلیه حدود چند پیکوفاراد است.
چون تشکیل این خازن، نتیجه وجود لایه سد در دیود است، این دیود همیشه باید در ناحیه بایاس معکوس باشد.
از این دیودها در جاهایی که نیاز به خازن کنترل شده با ولتاژ داریم استفاده میشود. با افزایش ولتاژ معکوس دو سر این دیودها، ظرفیت خازنی آنها کاهش می یابد. این دیود ها در مدارات رادیو و تلویزیون به عنوان خازن متغیر استفاده میشوند. همچنین در مدارات کنترل فرکانس برای تبدیل تغییرات ولتاژ DC به تغییرات فرکانس این نوع دیودها کاربرد دارند.
به عنوان نمونه هایی از این نوع دیودها میتوان به پارت نامبرهای زیر اشاره کرد:
BB103, BB135, BB187, 1SV55, 1S2688, HVU17, FC52M.
