مقاله فارسی درباره دیود

ديود ايده آل :
مشخصه يك ديود ايده آل همان مشخصه يك سوئيچ است كه فقط مي تواند در يك جهت هدايت كند . نماد مداري ديود به صورت روبرو مي باشد .

منحني زير رابطه ولتاژ و جريان ديود ايده آل را نمايش مي دهد :

همانگونه كه درنماد مداري ديود ملاحظه مي فرماييد پايانه ي مثبت ديود را آند و پايانه ي منفي آن را كاتد مي ناميم .
در مدار شكل زير ديود هدايت خواهد كرد و جريان عبوري از آن 10mA خواهد بود .

زيرا ديود مدار بسته است .

در مدار شكل زير ديود هدايت نخواهد كرد و ولتاژ v 10 بعنوان باياس معكوس در دومي ديود حاضر شد .
ديود قطع است پس :

كاربردهاي ديود :
مدار يكسوساز:
يكي از كاربردهاي اساسي ديود ، مدار يكسوساز است كه در شكل زير رسم شده است .

اگر در ولتاژ ورودي VI داراي شكل موجي به صورت زير باشد هنگاميكه Vi مثبت است ديود هدايت خواهد كرد . vi به vo منتقل خواهد كرد . در لحظاتي كه vi منفي است ديود قطع خواهد بود و جرياني از مقاومت عبور نخواهد كرد . لذا vo برابر صفر خواهد بود . بنابراين مي توان مشخصه vo را به صورت زير در نظر گرفت .
مدار فوق را يكسوساز نامند كه براي توليد dc از AC بكار مي رود .
دريچه هاي منطقي ديود :
يكي ديگر از كاربرد ديودها تحقق دريچه هاي منطقي ديجيتال است .
گيت OR
در مدار شكل مقابل در صورتيكه هيچ يك ولتاژهاي ورودي VC,VB,VA مثبت نباشند تمام ديود ها قطع خواهند بود . به عبارت ديگر جرياني از مقاومت عبور نخواهد كرد و درنتيجه VO برابر صفر خواهد بود ولي اگر تنها يكي از VA يا VB ويا VC مثبت باشند ديود متناظر هدايت نموده وجريان از R عبور خواهد كرد بدين ترتيب VO مخالف صفر نيز خواهد بود . بنابراين مي توان گفت :
VO=VA+VB+VC

گيت AND
در مدار شكل مقابل آي هر يك از ولتاژهاي ورودي VB,VA و VC برابر صفر باشند ديود متناظر آنها هدايت خواهد كرد و بنابراين VO را به زمين ( صفر ) متصل خواهد كرد و VO تنها زماني برابر يك منطقي است كه هر سه ولتاژ ورودي برابر 50 باشد تا بدين ترتيب هيچ يك از ديودها هدايت نكند .

ديودهاي نيمه هادي
ديود ايده آل در عمل موجوديت فيزيكي ندارد وديود هاي موجود كه براساس خواص نيمه هادي ها ساخته شوند مشخصه اي شبيه نمودار زير را خواهند داشت .

درديودهاي نيمه هادي براي روشن شدن ديود با هدايت آن در حالت باياس مستقيم حداقل بايد ولتاژ VT بين آند و كاتد برقرار باشد به عبارت ديگر .
هنوز ديود قطع خواهد بود به اين ولتاژ ولتاژ آستانه نيز گفته مي شود . مقدار VT براي ديودهاي سيليكاني برابر 0.7V و براي ديودهاي ژرمانيومي برابر 0.3V خواهد بود .
VT=0.7(si)
VT=0.3(Ge)
مقاومت استاتيك يا DC
همانطور كه مي دانيد مقاومت يك المان برابر است با نسبت ولتاژ دو سر المان به جريان عبوري از آن بعبارت ديگر . براي ديود نيز مي توان مقاومت را براي هاي مختلف بدست آورد .

براي اين منظور كافيست مقدار ولتاژ جريان در نقطه اي از منحني I-V يك ديود را خوانده و حاصل V/iرامحاسبه نماييم . در اين صورت مقاومت dc ديود را در يك نقطه كار خاصي محاسبه نموده ايم .
مثال : مقاومت ايستا براي ديود فوق در ID=20 برابر است با :

مدار معادل ديودهاي نيمه هادي
مي توان جهت محاسبات و تقريب عملكرد منحني ديودهاي نيمه هادي را به شكل زير در نظر گرفت .

به عبارت ديگر براي روشن شدن يك ديود نيمه هادي حداقل بايد ترمينال هاي آند و كاتد VT ولت اختلاف ولتاژ داشته باشيم .

پيكر بندي هاي ديود سري با ورودي DC
در اين بخش مي خواهيم مدارهاي مقاومتي و ديودي را كه ورودي انها منبع مستقل و DC است بررسي نماييم .
مثال : براي پيكر بندي سري شكل زير ID , VR,VD را تعيين نماييد . (ديود را ديود سليكاني در نظر بگيريد )
در اين مدار ديود روشن است پس داريم :

مثال : براي پيكر بندي شكل زير ID,VR,VD را تعيين نماييد .
ولتاژ اعمال شده (0.5 ) براي روشن شدن ديود سليكاني كافي نيست پس :

مثال : ID ,VO را براي مدار شكل زير تعيين نماييد .

مثال : مقادير VO,V2,V1,I را براي پيكر بندي هاي dc شكل زير تعيين كنيد .

مدار فوق را مي توان به صورت زير در نظر گرفت .

پيكربندي هاي سري وموازي :
مثال : IO2,IR,I1,V0 را براي مدار زير تعيين كنيد .
چون ولتاژ اعمال شده بيشتر از 0.7 است پس ديودها روشن باشند و از انجاييكه ديود ها با هم موازي هستند داريم :

مثال : جريان I را در شبكه زير تعيين كنيد .

پيكر بندي فوق نشان مي دهد كه ديود D2 خاموش خواهد ماند زيرا ولتاژ آند در آن كمتر از كاتد است لذا مدار فوق تبديل به شكل زير خواهد شد .

مثال : ولتاژ V0 را در شبكه شكل زير تعيين نماييد .

تمرين : جريانهاي ID2,I2,I1 را براي شبكه شكل زير بدست آوريد .

يكسوسازها
همانطور كه قبلا نيز اشاره شد يكي از كاربردهاي ديود استفاده در مدارهاي يكسوساز است . در اين قسمت مي خواهيم مدارهاي يكسوساز را براي ديودهاي نيمه هادي بررسي نماييم .
يكسوسازنيم موج
مدار شكل زير را در نظر بگيريد.

تمرين : در مدار شكل زير منحني ولتاژ خروجي را رسم كرده و سطح dc ولتاژ را بدست آوريد .

تحليل شكل موج خروجي در شبكه يكسوساز تمام موج پل :

يكسوساز تمام موج
سطح dc حاصل از يك ورودي سينوسي را مي توان به كمك فرايندي به نام يكسوسازتمام موج تا ميزان 100% تصحيح نمود .
به كمك مدار زير كه شبكه پل نام دارد مي توان به اين مهم دست يافت .

if vi<0

مثال : شكل موج خروجي را براي شبكه شكل زير تعيين كرده و سطح خروجي dc را محاسبه نماييد . ( ديودها را ايده آل فرض كنيد )

قانون تقسيم ولتاژ

فایل : 16 صفحه

فرمت : Word