الاسم/ أحمد بن فهد الحساني الشعبة/ 2

بسم الله الرحمن الرحيم

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

الثنائيات (الدايودات)

المقدمة

الحمد لله الذي لولاه ما جرى قلم، ولا تكلم لسان، والصلاة والسلام على سيدنا محمد ( صلى الله عليه وسلم ) كان أفصح الناس لسانا وأوضحهم بيانا، ثم أما بعد:

سوف اتحدث في بحثي هذا عن:

الثنائيات (الدايودات)

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

أولا:تعريفها

الدايود : هو جهاز كهربائي متكون من اثنين اليكترود ممكن يمر بينهم اشارة. (فى الثيرموايونيك دايود يمكن أن تجد ثلاثة او اربعة اليكترود). أهم استعمال للدايود هوأنه يسمح بمرور التيار الكهربائي فى اتجاه و يمنع مروره فى الاتجاه الثاني المعاكس.

لذلك إذا دخله جهد متردد فهو يترك التيار يسير في نصف دورة الجهد ويمنع سريان التيار في نصف الدورة الأخرى، ويعمل بذلك كمقوم، أي يحول التيار المتردد إلى تيار مستمر.
في حالة استخدام ديود واحد لتقويم التيار فهو يرسل تيارا مستمرا نابضا ، ولكن يمكن بواسطة قنطرة تحتوي على 4 ديودات القيام بعملية التقويم جيدا وتقل التموجات .

فى زماننا الحاضر معظم الدايودات تصنع من مواد سيميكونداكتور (semi-conductor) مثل السيليكون و الجيرمانيوم.

واول من اكتشف خواص الدايود هو العالم الفيزيائي فرناند براون فى عام 1874

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

ثانيا: استعمالاته

تطبيقات الـ Diode الأشهر والأكثر شيوعاً هى:
1- Full Wave Rectifier، وهو تطبيق خاص بتمرير التيار المتردد فى أتجاه واحد فقط للموجة بأكملها، وهنالك منه نوعان أشهرهم (( Brigde Rectifier، Centre Tap Rectifier )).
2- Half Wave Rectifier، وهو نفسه الخاص بالـ Full Wave ولكن يمرر نصف الموجة الموجب فقط .
3- Clipping وهى عملية قص للدالة الدورية التى توصف التيار من خلال أستعمال دايود واحد أو أكثر أعتماداً على نقطة تشغيله.
4- Clamping هى عملية تحريك الدالة الدورية التى توصف التيار إلى أعلى أو أسفل طبقاً لشكل الدايود داخل الدائرة (( Backward, Forward )).
5- Voltage Multiplier هى دائرة محفوظة تقوم بتضخيم قيمة فرق الجهد الذى يمكننا الحصول عليه، ويتم أستعمال مكثف مع الدايود للشحن والتفريغ .
6- Battery Charger وكما يبدو واضحاً من الأسم هى عملية شحن للبطارية مع أستعمال الدايود بأسلوب معين.
7- Peak Rectifier وهى عملية تحويل التيار الـ AC إلى الـ DC مع أستخدام المكثفات إضافة إلى الدايود.
8- تصميم البوابات المنطقية Logic Gates وهى (( AND,OR,NOT )) أو التركبيات (( NAND,NOR )) ويختلف التصميم طبقاً للعدد الدايود المستخدمة وطريقة توصيلها ببعض .

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

ثالثا/ منطقة النضوب
يسمى السطح الفاصل بينهما بالملتقى (PN Junction) إذ تتولد طبقة رقيقة على جانبي الملتقى تسمى منطقة النضوب (depletion region) ، وهي لا تحتوي على نواقل للشحنة الحرة (وسمكها 1 ميكرومتر تقريباً). وذلك بسبب انتقال الكترونات من المنطقة (N) إلى المنطقة (P) بهدف احداث توازن في التوزيع، حيث يكون الانتقال من المنطقة كثيرة الالكلترونات الحرة إلى المنطقة قليلة الالكترونات الحرة وانتقال فجوات من المنطقة(P) حيث تركيز الفجوات عالي إلى المنطقة (N) حيث التركيز منخفض .

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

رابعا/ تركيبه وطريقة عمله
يعتمد الصمام الثنائي على آلية عمل الوصلة الثنائية. وهما يعملان بشكل متعاكس ولكن بنفس المبدأ.

مبدأ عمل ثنائي شبه الموصلات نفس طريقة وصلة بي إن ويتكون في الغالب من السليكون ، أو الجرمانيوم المشوب ، كما ينطبق مبدأ العمل هذا أيضا على وصلة شوتكي.

من المواد الشبه موصلة التي تستخدم أيضا في تصنيع الديود "الجاليوم أرزنيد" .
تعتمد سماحية تمرير الكهرباء في مثل تلك الوصلة على قطبية الجهد الكهربائي المستخدم على المصعد (ذو تشويب من "نوع بي " ) و قطبية المهبط (وهو شبه موصل مشوب "بنوع إن " من مواد التشويب ، وبالتالي تعتمد سماحيته لاتجاه التيار المار فيه .

الذرات الدخيلة المتسببة في التشويب تكون ثابتة في أماكنها لا تتحرك ويكونوا أيونات وإلكترونات ينتج عنها جهدا كهربائيا ساكنا ، يعمل على فصل المنطقتين عن بعضهما البعض ، ويوقف عملية الاتحاد بين الشحنات الموجبة والسالبة في المنتصف ، وتصل إلى حالة اتزان في التوزيع ، هذا الجهد يسمى "جهد الانتشار" .
ينتشر جهد الانتشار هذا في كل الثنائي . ويمكن عن طريق توصيل جهد كهربائي خارجي - بحسب قطبية التوصيل - معادلة جهد الانتشار ، فيصبح الوصلة بي-إن موصلة للتيار ، أو يمكنه تقوية جهد الانتشار ، فتبقى الوصلة عازلة للتيار.

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

خامسا/ انواع الدايود

أ- من ناحية المواد الاساسية للدايود

1- سيليكون دايود (Sillicon diode)
2- جيرمانيوم دايود (Germanum diode)

ب- من ناحية عمله 

1- فوتو دايود ( photo diode )

2- زينير دايود ( zener diode )

3- دايود مشع للنور (Light emitter diode-LED)

4- الدايود سعوي (Varactor Diode)

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

الخاتمة

وفي النهاية لا أملك إلا أن أقول أنني قد عرضت بعض المعلومات في هذا
الموضوع لعلي أكون قد وفقت في كتابته والتعبير عنه وأخيراً ما أنا إلا بشر
قد أخطئ وقد أصيب فإن كنت قد أخطأت فأرجو مسامحتي وإن كنت فد أصبت فهذا كل
ما أرجوه من الله عزوجل

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

المراجع

ويكيبيديا

ويكيبيديا

عقول كهربائية