ماذا يسمى الدايود المنفصل؟ الثنائيات. المصابيح والإلكترونيات الضوئية

في الميكانيكا هناك أجهزة تسمح للهواء أو السائل بالمرور في اتجاه واحد فقط.تذكر كيف قمت بضخ دراجة أو إطار سيارة. لماذا لم يخرج الهواء من العجلة عند إزالة خرطوم المضخة؟ لأنه على الكاميرا، في الماصة حيث تقوم بإدخال خرطوم المضخة، يوجد شيء صغير مثير للاهتمام - . لذلك فهو يسمح للهواء بالمرور في اتجاه واحد فقط، ويمنع مروره في الاتجاه الآخر.

الإلكترونيات هي نفس المكونات الهيدروليكية أو الهوائية. لكن النكتة كلها هي أن الإلكترونيات تستخدم التيار الكهربائي بدلاً من السائل أو الهواء. إذا رسمنا تشبيهًا: خزان الماء عبارة عن مكثف مشحون، والخرطوم عبارة عن سلك، والمحث عبارة عن عجلة ذات شفرات

والتي لا يمكن تسريعها على الفور، ومن ثم لا يمكن إيقافها فجأة.

إذن ما هي الحلمة في الإلكترونيات؟ وسوف نسمي عنصر الراديو الحلمة. وفي هذا المقال سوف نتعرف عليه بشكل أفضل.

الصمام الثنائي شبه الموصل هو عنصر يسمح للتيار الكهربائي بالمرور في اتجاه واحد فقط ويمنع مروره في الاتجاه الآخر. هذا نوع من الحلمة ؛-).

تبدو بعض الثنائيات تقريبًا نفس المقاومات:

وبعضها يبدو مختلفًا بعض الشيء:

هناك أيضًا إصدارات SMD من الثنائيات:

يحتوي الصمام الثنائي على محطتين، مثل المقاوم، ولكن هذه المحطات، على عكس المقاوم، لها أسماء محددة - الأنود والكاثود(وليس زائدا أو ناقصا، كما يقول بعض مهندسي الإلكترونيات الأميين). ولكن كيف نحدد أيهما؟ هناك طريقتان:

1) على بعض الثنائيات يشار إلى الكاثود بشريطيختلف عن لون الجسم

2) يمكنك تحقق من الصمام الثنائي باستخدام جهاز متعددومعرفة مكان الكاثود الخاص به وأين يوجد الأنود الخاص به.في الوقت نفسه، تحقق من وظائفه. هذه الطريقة صارمة ;-). يمكن العثور على كيفية التحقق من الصمام الثنائي باستخدام جهاز متعدد في هذه المقالة.

إذا طبقنا علامة زائد على الأنود وناقص على الكاثود، فسوف "ينفتح" الصمام الثنائي وسيتدفق التيار الكهربائي بهدوء عبره. ولكن إذا قمت بتطبيق سالب على الأنود وعلامة زائد على الكاثود، فلن يتدفق أي تيار عبر الصمام الثنائي. نوع من الحلمة ;-). في المخططات، يتم تعيين صمام ثنائي بسيط على النحو التالي:

من السهل جدًا أن تتذكر مكان وجود الأنود وأين يوجد الكاثود، إذا كنت تتذكر قمع صب السوائل في أعناق الزجاجات الضيقة. القمع يشبه إلى حد كبير دائرة الصمام الثنائي. نسكبه في القمع، ويتدفق السائل جيدًا، ولكن إذا قلبته رأسًا على عقب، فحاول سكبه عبر الرقبة الضيقة للقمع ؛-).

خصائص الصمام الثنائي

دعونا نلقي نظرة على خصائص الصمام الثنائي KD411AM. نبحث عن خصائصه على الإنترنت، ونكتب في البحث “datasheet KD411AM”

لشرح معلمات الصمام الثنائي، نحتاج إليه أيضًا

1) عكس الجهد الأقصى ش وصول. - هذا هو جهد الصمام الثنائي الذي يمكنه تحمله عند توصيله في الاتجاه المعاكس بينما يتدفق التيار من خلاله وصلت.- شدة التيار عند توصيل الدايود بشكل عكسي.عندما يتم تجاوز الجهد العكسي في الصمام الثنائي، يحدث ما يسمى بانهيار الانهيار الجليدي، ونتيجة لذلك يزداد التيار بشكل حاد، مما قد يؤدي إلى التدمير الحراري الكامل للصمام الثنائي. في الصمام الثنائي قيد الدراسة، هذا الجهد هو 700 فولت.

2) الحد الأقصى الحالي إلى الأمام أنا العلاقات العامة هو أقصى تيار يمكن أن يتدفق عبر الصمام الثنائي في الاتجاه الأمامي. في حالتنا هو 2 أمبير.

3) الحد الأقصى للتردد فد ، والتي يجب عدم تجاوزها. في حالتنا، سيكون الحد الأقصى لتردد الصمام الثنائي 30 كيلو هرتز. إذا كان التردد أعلى، فلن يعمل الصمام الثنائي لدينا بشكل صحيح.

أنواع الثنائيات

الثنائيات زينر

هم نفس الثنائيات. حتى من الاسم فمن الواضح أن ثنائيات الزينر تعمل على تثبيت شيء ما. أ أنها استقرار الجهد. لكن لكي يقوم ثنائي الزينر بالتثبيت، هناك شرط واحد مطلوب.هم يجب أن تكون متصلا بشكل معاكس من الثنائيات. الأنود سلبي والكاثود إيجابي.غريب أليس كذلك؟ ولكن لماذا هذا؟ دعونا معرفة ذلك. في خاصية تيار الجهد (CVC) للديود، يتم استخدام الفرع الموجب - الاتجاه الأمامي، ولكن في صمام ثنائي زينر يتم استخدام الجزء الآخر من فرع CVC - الاتجاه العكسي.

أدناه في الرسم البياني نرى صمام ثنائي زينر 5 فولت. بغض النظر عن مدى تغير القوة الحالية، سنظل نتلقى 5 فولت؛-). رائع، أليس كذلك؟ ولكن هناك أيضا مطبات. لا ينبغي أن تكون القوة الحالية أكبر مما ورد في وصف الصمام الثنائي، وإلا فسوف تفشل بسبب ارتفاع درجة الحرارة - قانون جول لينز. المعلمة الرئيسية للثنائي زينر هي استقرار الجهد(أوست). تقاس بالفولت. على الرسم البياني ترى صمام ثنائي زينر بجهد تثبيت يبلغ 5 فولت. يوجد أيضًا النطاق الحالي الذي سيعمل فيه صمام ثنائي الزينر - هذا هو الحد الأدنى والحد الأقصى الحالي(أنا مين، أنا ماكس). تقاس بالأمبير.

تبدو ثنائيات زينر تمامًا مثل الثنائيات العادية:

على المخططات يشار إليها على النحو التالي:

المصابيح

المصابيح- فئة خاصة من الثنائيات التي تنبعث منها الضوء المرئي وغير المرئي. الضوء غير المرئي هو ضوء في نطاق الأشعة تحت الحمراء أو الأشعة فوق البنفسجية. ولكن بالنسبة للصناعة، لا تزال مصابيح LED ذات الضوء المرئي تلعب دورًا كبيرًا. يتم استخدامها للعرض وتصميم اللافتات واللافتات المضيئة والمباني وكذلك للإضاءة. تحتوي مصابيح LED على نفس المعلمات مثل أي صمام ثنائي آخر، ولكن عادةً ما يكون الحد الأقصى لتيارها أقل بكثير.

الحد من الجهد العكسي (أنت تصل)يمكن أن تصل إلى 10 فولت. الحد الأقصى الحالي ( ايماكس) سيقتصر على حوالي 50 مللي أمبير لمصابيح LED البسيطة. المزيد للإضاءة. لذلك، عند توصيل الصمام الثنائي التقليدي، تحتاج إلى توصيل المقاوم معه على التوالي. يمكن حساب المقاوم باستخدام صيغة بسيطة، ولكن من الأفضل بشكل مثالي استخدام مقاوم متغير، واختيار التوهج المطلوب، وقياس قيمة المقاوم المتغير ووضع مقاوم ثابت بنفس القيمة هناك.

تستهلك مصابيح الإضاءة LED أجراً ضئيلاً من الكهرباء وهي رخيصة الثمن.

هناك طلب كبير على شرائح LED التي تتكون من العديد من مصابيح LED. أنها تبدو جميلة جدا.

في المخططات، تم تعيين مصابيح LED على النحو التالي:

لا تنس أن مصابيح LED مقسمة إلى مؤشر وإضاءة. تتميز مصابيح LED المؤشرة بتوهج ضعيف وتستخدم للإشارة إلى أي عمليات تحدث في الدائرة الإلكترونية. تتميز بتوهج ضعيف واستهلاك تيار منخفض

حسنًا، مصابيح LED للإضاءة هي تلك المستخدمة في الفوانيس الصينية، وكذلك في مصابيح LED

LED عبارة عن جهاز حالي، أي أنه يتطلب تشغيله العادي تيارًا مقدرًا، وليس جهدًا كهربائيًا. عند التيار المقنن، ينخفض ​​مؤشر LED بمقدار معين، والذي يعتمد على نوع LED (الطاقة المقدرة، اللون، درجة الحرارة). يوجد أدناه لوحة توضح انخفاض الجهد الذي يحدث على مصابيح LED بألوان مختلفة عند التيار المقنن:

يمكنك معرفة كيفية التحقق من مؤشر LED في هذه المقالة.

الثايرستور

الثايرستورهي الثنائيات التي يتم التحكم في موصليتها باستخدام الطرف الثالث - قطب التحكم (UE). الاستخدام الرئيسي للثايرستور هو التحكم في الحمل القوي باستخدام إشارة ضعيفة يتم إمدادها إلى قطب التحكم.يشبه الثايرستور الثنائيات أو الترانزستورات. يحتوي الثايرستور على العديد من المعلمات بحيث لا توجد مقالة كافية لوصفها.المعلمة الرئيسية – أنا نظام التشغيل، الأربعاء.- متوسط ​​قيمة التيار الذي يجب أن يتدفق عبر الثايرستور في الاتجاه الأمامي دون الإضرار بسلامته.المعلمة المهمة هي جهد فتح الثايرستور - ( يو ذ) ، والذي يتم توفيره لقطب التحكم والذي عنده يفتح الثايرستور بالكامل.

وهذا ما يبدو عليه الثايرستور، أي الثايرستور الذي يعمل بتيار مرتفع:

في المخططات، يبدو الثايرستور ثلاثي الصمام كما يلي:

هناك أيضًا أنواع من الثايرستور - الدينسترات والترياك. لا يحتوي دينسترات على قطب تحكم، وهو يشبه الصمام الثنائي العادي. يبدأ Dinistors بتمرير التيار الكهربائي من خلال أنفسهم في اتصال مباشر عندما يتجاوز الجهد عبره قيمة معينة.الترياك هو نفس الثايرستور الثلاثي، ولكن عند تشغيله يمرر التيار الكهربائي من خلاله في اتجاهين، لذلك يتم استخدامه في الدوائر ذات التيار المتردد.

جسر الصمام الثنائي وتجميعات الصمام الثنائي

يقوم المصنعون أيضًا بدفع العديد من الثنائيات في غلاف واحد وربطها معًا بتسلسل معين. بهذه الطريقة نحصل جمعيات الصمام الثنائي. جسور الصمام الثنائي هي أحد أنواع تجميعات الصمام الثنائي.

على المخططات جسر الصمام الثنائييُشار إليه بهذا الشكل:

هناك أيضًا أنواع أخرى من الثنائيات، مثل varicaps، وGunn diode، وSchottky diode، وغيرها. وحتى الخلود لن يكون كافيا بالنسبة لنا لوصفهم جميعا.

ما هو الصمام الثنائي؟ للإجابة على هذا السؤال، علينا أن نحفر عميقًا، حتى البداية، أي حيث تبدأ أشباه الموصلات.

مقدمة من النظرية

موصل

دعونا نحاول أن نتخيل قطعة من مادة موصلة، على سبيل المثال، النحاس. كيف تتميز: أنها تحتوي على حاملات شحنة حرة - الإلكترونات. علاوة على ذلك، هناك الكثير من هذه الجزيئات السلبية فيه.

إذا تم تطبيق علامة زائد على هذه المنطقة، فسوف تندفع كل هذه العناصر السلبية نحوها، أي أن التيار سوف يتدفق عبر النحاس. هذه حقيقة معروفة، ولهذا السبب يتم استخدام النحاس كمواد موصلة. وتشمل الموصلات أيضًا عناصر الجدول الدوري مثل الألومنيوم والحديد والذهب وغيرها الكثير.

عازل

العازل الكهربائي عبارة عن مادة لا تحتوي على ناقلات شحن مجانية، وبالتالي لا تقوم بتوصيل التيار.

أشباه الموصلات

أشباه الموصلات هي معدن وغير معدني. مادة موصلة للتيار ولا موصلة له. هناك عدد قليل من شركات النقل المجانية فيه. أشباه الموصلات النموذجية هي السيليكون والجرمانيوم.

ما هو الصمام الثنائي

السيليكون هو عنصر رباعي التكافؤ. ولتحويله إلى موصل، يضاف إليه الزرنيخ الخماسي التكافؤ. ونتيجة لهذا الاتصال، تظهر إلكترونات إضافية، أي ناقلات الشحنة الحرة. وإذا أضفت الإنديوم ثلاثي التكافؤ إلى السيليكون، فسوف تظهر البوزيترونات، وهي جسيمات تفتقر إلى إلكترون، في المادة. يتكون الصمام الثنائي من هذه المناطق.

يسمى الهيكل الناتج عنصر PN أو تقاطع PN. P هو الجزء الموجب، N هو الجزء السلبي. يتم إثراء جزء واحد من المادة بالبوزيترونات الموجبة والآخر بالإلكترونات السالبة.

كيف يعمل الصمام الثنائي؟

قد لا تتمكن من رؤية الثنائيات نفسها فعليًا، ولكن نتيجة عملها تحيط بنا في كل مكان. تتيح لك هذه الأجهزة التحكم في تدفق التيار في اتجاه محدد. هناك العديد من الإصدارات المختلفة من الثنائيات. في أي الحالات يكون هذا ضروريا؟ سنناقش أدناه أمثلة، وإلى حد ما، مبدأ تشغيل الثنائيات شبه الموصلة.

إذا قمت بإضافة لوحين معدنيين إلى مناطق العمل P و N للمادة، فستحصل على أقطاب الأنود والكاثود. يمكن أن يعمل مخطط توصيل الأقطاب الكهربائية بالمصدر على النحو التالي:

• يضمن توفير الجهد من البطارية إلى القطب N جذب البوزيترونات، على التوالي، إلى القطب P - الإلكترونات؛
• غياب التوتر يعيد كل شيء إلى حالته الأصلية؛
• إن تغيير قطبية الجهد المطبق يضمن جذب الإلكترونات في الاتجاه المعاكس للوحة الموجبة والبوزيترونات إلى اللوحة السالبة.

في الحالة الأخيرة، تتراكم الشحنات الزائدة على الصفائح المعدنية، بينما تتشكل منطقة عازلة ميتة في وسط المادة نفسها. وهكذا يصبح القسم المركزي من المادة عازلاً. الجهاز لا يمرر التيار في هذا الاتجاه.

للحصول على معلومات.الكلمة تأتي من di (مزدوج) + -ode. إن تعريف مصطلحي الكاثود والأنود للصمام الثنائي المتعلق بجهات الاتصال معروف لدى كل شخص. الكاثود هو القطب السالب، والأنود هو القطب الموجب. إذا قمت بتطبيق زائد على الأنود وناقص على الكاثود، فسيتم فتح الصمام الثنائي وسوف يتدفق التيار الكهربائي من خلاله.

وبالتالي، فإن الصمام الثنائي هو جهاز يحتوي على قطبين كهربائيين: الكاثود والأنود. جهاز إلكتروني غير خطي بسيط يتكون من نوعين مختلفين من أشباه الموصلات. كيف يعمل الدايود واضح في الصورة.

الثنائيات هي أشباه موصلات تتكون من مناطق P وN. نظرًا لخصائص الوصلة PN، يقوم الصمام الثنائي بتوصيل التيار في اتجاه واحد فقط. هذا هو مبدأ تشغيل هذه الأجهزة. لماذا هم؟

الغرض من الثنائيات

تأتي الثنائيات بتصميمات مختلفة: بدءًا من التصميمات السوفيتية الضخمة وحتى التصميمات الحديثة المصغرة. قد يكون للجهاز نفس القوة، ولكن بسبب وقت الإصدار، يختلف في الحجم. تتطلب الثنائيات ذات التيار العالي التبريد، لذلك يتم تصنيعها مع تركيبها تحت المبرد. وفقا لذلك، تم تصميم الأجهزة التي لا تحتوي على المبرد للتيار المنخفض.

تطبيق الثنائيات

يمكن تصميم أجهزة الصمام الثنائي للحد من تدفق التيار أو إيقافه. أحد التطبيقات الشائعة للغاية هو استخدامه كأداة لفرد الشعر.

مقومات

نظرًا لأن الصمام الثنائي يسمح للتيار بالتدفق في اتجاه واحد فقط، فإن التيار المتردد يمرر فقط الجزء الموجب أو السالب من جهد الموجة الجيبية عبر الصمام الثنائي. وهذا يعني أنه من الممكن تحويل التيار المتردد بكفاءة إلى تيار مباشر باستخدام الثنائيات المرتبة في مقوم الموجة الكاملة.

على سبيل المثال، هناك مصدر للتيار المتردد. عند إخراجه، يتم وضع الصمام الثنائي في الدائرة التي يتم من خلالها توصيل الحمل. ماذا سيحدث؟ إذا كان المصدر ينتج شكل جيبي، فإن نصف موجة موجبة فقط سوف تمر عبر مخرج الصمام الثنائي. وهكذا حتى نصف الموجة التالية. لكن إذا قمت بإدارة الصمام الثنائي على الجانب الآخر، فسيكون الخرج عبارة عن نصف موجة سالبة، أي أن الجهاز يمرر التيار في اتجاه واحد فقط.

إذا قمت باستبدال الصمام الثنائي بجسر يتكون من أربعة ثنائيات، فسيكون الناتج إشارة على شكل أنصاف موجات، تذكرنا بسنام الجمل. سيتم نشر جميع الموجات النصفية في نفس الاتجاه. عند تركيب مكثف إضافي بعد الثنائيات، سوف تحصل على نفس الموجات النصفية، فقط متجانسة.

الدوالي

تذكرنا الأيقونة الرسومية للدوالي إلى حد كبير بالصورة التقليدية للصمام الثنائي لأشباه الموصلات. الدوالي هو صمام ثنائي عادي. يعتمد تشغيل الجهاز على اعتماد سعة حاجز الوصلة p-n على الجهد العكسي. إذا تم تطبيق جهد صغير، تصبح السعة كبيرة، وإذا تم تطبيق جهد مرتفع، تصبح السعة صغيرة. في الواقع، تغير الدوالي قدرتها عدة مرات (حتى 7 مرات).

الثنائيات زينر

صمام ثنائي زينر هو صمام ثنائي شبه موصل يعمل تحت انحياز عكسي في وضع الانهيار. اختر صمام ثنائي زينر ذو قدر كبير من تبديد الطاقة، لأنه يعمل باستمرار في وضع الانهيار. الغرض الرئيسي من ثنائيات الزينر هو تثبيت الجهد.

الغرض الرئيسي من منظم الجهد هو الحفاظ على جهد ثابت عبر الحمل، بغض النظر عن التغيرات في جهد الدخل وتيار الحمل. في ظل ظروف الحمل الحالية المتغيرة، يمكن استخدام صمام ثنائي زينر للحصول على جهد خرج ثابت. هذا هو السبب الرئيسي لاستخدام صمام ثنائي زينر كمثبت للجهد.

الثنائيات شوتكي

صمام ثنائي شوتكي هو جهاز منخفض الجهد يستخدم المعدن وأشباه الموصلات الغنية بالإلكترونات كأقطاب كهربائية. يبلغ جهد هذا الصمام الثنائي حوالي 0.2-0.4 فولت، مقارنة بالصمام الثنائي التقليدي، وهذه القيمة نصف ذلك.

مجال تطبيق صمام ثنائي شوتكي محدود، لأنه لا يمكن أن يعمل بدون صمام ثنائي زينر. تُستخدم ثنائيات شوتكي بشكل أساسي في الأجهزة التي تعمل في دوائر الجهد المنخفض بجهد عكسي يصل إلى عدة عشرات من الفولتات.

المصابيح

تُستخدم الثنائيات الباعثة للضوء حاليًا على نطاق واسع ككتل صمامات ثنائية للمصابيح الكهربائية الموفرة للطاقة. وأصبحت لا غنى عنها لحياة الناس، لأنها تساعد في الحد من ارتفاع أسعار الكهرباء.

للحصول على معلومات.غالبًا ما تستخدم مصابيح LED الوامضة في دوائر الإشارة المختلفة لتزيين الديكورات الداخلية للمنزل. هناك دوائر يمكن استخدامها لجعل مصابيح LED تومض. يعد صنع مصابيح LED الوامضة مهمة قابلة للتنفيذ تمامًا.

الصمام الثنائي هو جهاز أشباه الموصلات ثنائي القطب. وهذا تبعاً لذلك الأنود(+) أو القطب الموجب و الكاثود(-) أو القطب السالب. من الشائع أن يقال أن الدايود يحتوي على مناطق (p) و (n)، وهي متصلة بأطراف الدايود. معًا يشكلون تقاطع p-n. دعونا نلقي نظرة فاحصة على ماهية تقاطع p-n هذا. الصمام الثنائي شبه الموصل هو بلورة منقاة من السيليكون أو الجرمانيوم، حيث يتم إدخال شوائب متقبلة إلى المنطقة (ع)، ويتم إدخال شوائب مانحة إلى المنطقة (ن). يمكن للأيونات أن تكون بمثابة شوائب مانحة الزرنيخوكأيونات شوائب متقبلة الهند. الخاصية الرئيسية للديود هي القدرة على تمرير التيار في اتجاه واحد فقط. النظر في الشكل أدناه:

يوضح هذا الشكل أنه إذا تم تشغيل الصمام الثنائي الأنودبالإضافة إلى التغذية و الكاثودإلى ناقص مصدر الطاقة، يكون الصمام الثنائي في الحالة المفتوحة ويوصل التيار، لأن مقاومته لا تذكر. إذا كان الصمام الثنائي قيد التشغيل الأنودإلى ناقص، و الكاثودعلى الجانب الإيجابي، ستكون مقاومة الصمام الثنائي عالية جدًا، ولن يكون هناك أي تيار عمليًا في الدائرة، أو بالأحرى سيكون كذلك، ولكنه صغير جدًا بحيث يمكن إهماله.

يمكنك معرفة المزيد من خلال النظر إلى الرسم البياني التالي، خاصية Volt-Amp للصمام الثنائي:

في التوصيل المباشر، كما نرى من هذا الرسم البياني، يتمتع الدايود بمقاومة صغيرة، وبالتالي يمرر التيار بشكل جيد، وفي التوصيل العكسي، حتى قيمة جهد معينة، يكون الدايود مغلقا، وله مقاومة عالية وعمليا لا يوصل الكهرباء حاضِر. من السهل التحقق مما إذا كان لديك صمام ثنائي ومقياس متعدد في متناول اليد، فأنت بحاجة إلى وضع الجهاز في وضع اختبار الصوت، أو عن طريق ضبط مفتاح المقياس المتعدد مقابل رمز الصمام الثنائي، كحل أخير، يمكنك محاولة اختبار الصمام الثنائي عن طريق ضبط المفتاح على موضع 2 كيلو أوم لقياس المقاومة. تم توضيح الصمام الثنائي في مخططات الدائرة كما في الشكل أدناه؛ ومن السهل أن نتذكر مكان كل طرف: التيار، كما نعلم، يتدفق دائمًا من الموجب إلى الناقص، لذلك يبدو أن المثلث الموجود في صورة الصمام الثنائي يظهر مع رأسه اتجاه التيار، أي من الموجب إلى الناقص.

من خلال توصيل المسبار الأحمر للمقياس المتعدد بالأنود، يمكننا التأكد من أن الصمام الثنائي يمرر التيار في الاتجاه الأمامي، على شاشة الجهاز ستكون هناك أرقام تساوي ~ 800-900 أو قريبة منه. ومن خلال توصيل المجسات بشكل عكسي، المسبار الأسود بالأنود، والمسبار الأحمر بالكاثود، سنرى وحدة على الشاشة، تؤكد أن الدايود لا يمرر تيارا عند تحويله إلى الاتجاه المعاكس. الثنائيات التي تمت مناقشتها أعلاه هي إما الثنائيات المستوية أو النقطية. تم تصميم الثنائيات المستوية للطاقة المتوسطة والعالية وتستخدم بشكل رئيسي في المقومات. تم تصميم الثنائيات النقطية للطاقة المنخفضة وتستخدم في أجهزة الكشف عن الراديو، ويمكن أن تعمل بترددات عالية.

مستو ونقطة ديود

ما هي أنواع الثنائيات الموجودة؟

أ) تظهر الصورة الصمام الثنائي الذي ناقشناه أعلاه.

ب) تظهر هذه الصورة ديود زينر، (اسم أجنبي زينر ديود)، يتم استخدامه عند إعادة تشغيل الصمام الثنائي. الهدف الرئيسي: الحفاظ على استقرار الجهد.

ثنائي زينر ثنائي الأنود - صورة تخطيطية

في) بجانبين(أو ثنائي الأنود) زينر ديود. ميزة هذا الصمام الثنائي الزينر هو أنه يمكن تشغيله بغض النظر عن القطبية.

د) يمكن استخدامه كعنصر تقوية.

د)، المستخدمة في دوائر الكشف عالية التردد.

E)، يستخدم كمكثف متغير.

G)، عند إضاءة الجهاز، ينشأ تيار في الدائرة المتصلة به بسبب تكوين أزواج من الإلكترونات والثقوب.

3)، الأجهزة المعروفة وربما الأكثر استخدامًا على نطاق واسع، بعد الثنائيات المعدلة التقليدية. يتم استخدامها في العديد من الأجهزة الإلكترونية للعرض والمزيد.

الثنائيات المعدليتم إنتاجها أيضًا على شكل جسور ديود، دعونا نلقي نظرة على ماهيتها - وهي عبارة عن أربعة ثنائيات متصلة لإنتاج تيار مباشر (مصحح) في غلاف واحد. إنهم متصلون بواسطة دائرة الجسر، المعيار للمقومات:

لديهم أربع محطات محددة: اثنان لتوصيل التيار المتردد، وعلامة زائد وناقص. تظهر الصورة جسر الصمام الثنائي KTs405:

الآن دعونا نلقي نظرة فاحصة على مجال تطبيق المصابيح. يتم إنتاج مصابيح LED (أو بالأحرى مصابيح LED) عن طريق الصناعة وللإضاءة الداخلية، كمصدر إضاءة اقتصادي ودائم، مع قاعدة تسمح لها بالربط في مقبس المصباح المتوهج العادي.

صورة مصباح LED

تأتي مصابيح LED في عبوات مختلفة، بما في ذلك SMD.

يتم أيضًا إنتاج ما يسمى بمصابيح RGB LED، بداخلها ثلاث بلورات LED ذات تألق مختلف أحمر-أخضر-أزرق، على التوالي أحمر - أخضر - أزرق، تحتوي مصابيح LED هذه على أربعة مخارج وتتيح لك الحصول على أي لون مرئي عن طريق مزج الألوان.

غالبًا ما تأتي مصابيح SMD LED هذه في شكل شريط مع مقاومات مثبتة بالفعل وتسمح بتوصيلها مباشرة بمصدر طاقة 12 فولت. يمكنك استخدام وحدة تحكم خاصة لإنشاء تأثيرات الإضاءة:

تحكم rgb

عند استخدامها، لا يحبون ذلك عندما يتم تزويدهم بجهد إمداد أعلى من ذلك الذي تم تصميمهم من أجله ويمكن أن يحترقوا على الفور أو بعد مرور بعض الوقت، لذلك يجب حساب جهد مصدر الطاقة باستخدام الصيغ. بالنسبة لمصابيح LED السوفييتية من النوع AL-307، يجب أن يكون جهد الإمداد حوالي 2 فولت، وللمصابيح المستوردة 2-2.5 فولت، وبطبيعة الحال مع محدودية التيار. لتشغيل شرائط LED، إذا لم يتم استخدام وحدة تحكم خاصة، يلزم وجود مصدر طاقة مستقر. المواد المعدة - أكف.

مناقشة المادة الثنائيات

الصمام الثنائيلديه اثنين من جهات الاتصال تسمى الأنود والكاثود. عندما يتم توصيل الصمام الثنائي بدائرة كهربائية، يتدفق التيار من القطب الموجب إلى القطب السالب. القدرة على توصيل التيار في اتجاه واحد فقط هي الخاصية الرئيسية للديود.

تنتمي الثنائيات إلى فئة أشباه الموصلات وتعتبر مكونات إلكترونية نشطة (المقاومات والمكثفات سلبية).

في توصيل الصمام الثنائييجب مراعاة القطبية الصحيحة في الدائرة. لتسهيل تحديد موقع الكاثود والأنود، يتم وضع علامات خاصة على الجسم أو أحد أطراف الصمام الثنائي. هناك طرق مختلفة لوضع علامة على الثنائيات، ولكن في أغلب الأحيان يتم تطبيق شريط حلقة على جانب الجسم المقابل للكاثود.

لو وضع علامات على الصمام الثنائيمفقود، فيمكن تحديد أطراف ثنائيات أشباه الموصلات باستخدام أداة قياس - كما ذكر أعلاه، يمرر الصمام الثنائي التيار في اتجاه واحد فقط. إذا لم يكن لديك جهاز قياس في متناول اليد، فيمكنك استخدام بطارية ومصباح كهربائي منخفض الطاقة كما هو موضح في التجربة أدناه.

عملية الصمام الثنائي

يمكن تصور تشغيل الصمام الثنائي باستخدام تجربة بسيطة. إذا قمت بتوصيل بطارية بصمام ثنائي من خلال مصباح متوهج منخفض الطاقة بحيث يتم توصيل الطرف الموجب للبطارية بالأنود، والطرف السالب بكاثود الصمام الثنائي، فسوف يتدفق التيار في الدائرة الكهربائية الناتجة و سوف يضيء المصباح. تعتمد القيمة القصوى لهذا التيار على مقاومة تقاطع أشباه الموصلات في الصمام الثنائي وجهد التيار المستمر المطبق عليه. تسمى حالة الصمام الثنائي هذه مفتوحة ، ويسمى التيار المتدفق من خلالها بالتيار المباشر I pr ، والجهد المطبق عليه ، والذي بسببه يكون الصمام الثنائي مفتوحًا ، يسمى الجهد الأمامي U pr.

إذا تم تبديل أسلاك الصمام الثنائي، فلن يضيء المصباح، لأن الصمام الثنائي سيكون في حالة مغلقة ويوفر مقاومة قوية للتيار في الدائرة. تجدر الإشارة إلى أن تيارًا صغيرًا سيظل يتدفق عبر تقاطع أشباه الموصلات في الصمام الثنائي في الاتجاه المعاكس، ولكن بالمقارنة مع التيار الأمامي، سيكون صغيرًا جدًا لدرجة أن المصباح الكهربائي لن يتفاعل حتى. يسمى هذا التيار بالتيار العكسي I arr.، والجهد الذي يولده يسمى الجهد العكسي U arr.

في الدوائر العصبية لروبوتات BEAM، غالبًا ما تُستخدم الثنائيات لإنشاء خلايا عصبية تمثل عملية الجمع المنطقي (OR Gates). بالإضافة إلى ذلك، تستفيد دوائر الروبوت BEAM أحيانًا من الخصائص السعوية للثنائيات.

هذا هو الصمام الثنائي- جهاز شبه موصل يسمح للتيار الكهربائي بالتدفق في اتجاه واحد فقط.وهذا وصف مختصر جداً لخصائص الدايود وعمله وبالأدق. الآن دعونا نلقي نظرة فاحصة، خاصة وأنك بدأت التعرف على عائلة ضخمة من أشباه الموصلات مع الصمام الثنائي.ما هو أشباه الموصلات؟من الاسم نفسه، من الواضح أن أشباه الموصلات نصف موصلة. وفي حالة معينة يسمح الدايود بمرور التيار الكهربائي في اتجاه واحد فقط ولا يسمح له بالمرور في الاتجاه المعاكس. إنه يعمل مثل نظام الحلمة أو التخزين المؤقت في غرفة السيارة أو الدراجة. يدخل الهواء الذي تدفعه المضخة عبر البكرة أو الحلمة إلى غرفة السيارة ولا يخرج بسبب قفله بواسطة البكرة. يوضح الشكل الصمام الثنائي كما هو محدد في المخططات الكهربائية.

وفقًا للشكل، يوضح المثلث (الأنود) الاتجاه الذي يتدفق فيه التيار الكهربائي من الموجب إلى الناقص، وسيكون الصمام الثنائي "مفتوحًا"على التوالى على جانب الشريط العمودي (الكاثود) سيكون الصمام الثنائي "مقفلاً".

تُستخدم خاصية الصمام الثنائي هذه لتحويل التيار المتردد إلى تيار مباشر، ولهذا يتم تجميع الثنائيات جسر الصمام الثنائي.

جسر ديود

كيف يعمل جسر الصمام الثنائي؟يوضح الشكل التالي رسمًا تخطيطيًا لجسر الصمام الثنائي. يرجى ملاحظة أنه يتم توفير مدخلات جسر الصمام الثنائي التيار المتناوب، في الإخراج حصلنا عليه بالفعل العاصمة.الآن دعونا نتعرف على كيفية تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر.

إذا قرأت مقالتي "ما هو التيار المتردد" يجب أن تتذكر أن التيار المتردد يغير اتجاهه بتردد معين. ببساطة، عند أطراف إدخال جسر الصمام الثنائي، سيغير زائد وناقص الأماكن مع تردد الشبكة (في روسيا هذا التردد هو 50 هرتز)، وهو ما يعني (+) و (-) يغيران الأماكن 50 مرة في الثانية. لنفترض أنه في الدورة الأولى سيكون هناك جهد موجب (+) عند الطرف "A" وإمكانات سلبية (-) عند الطرف "B". يمكن أن تمر الإضافة من الطرف "A" فقط في اتجاه واحد على طول السهم الأحمر، عبر الصمام الثنائي "D1" إلى طرف الخرج الذي يحمل علامة (+) ثم عبر المقاوم (R1) عبر الدايود "D3" إلى الطرف السالب "B". في الدورة التالية، عندما يتم تبديل أماكن الزائد والناقص، سيحدث كل شيء عكس ذلك تمامًا. سوف تمر الإضافة من الطرف "B" عبر الصمام الثنائي "D2" إلى طرف الخرج الذي يحمل العلامة (+) ثم عبر المقاوم (R1) عبر الدايود "D4" إلى الطرف السالب "A". وهكذا، عند مدخل المقوم نحصل على تيار كهربائي ثابت يتحرك فقط في اتجاه واحد من الموجب إلى الناقص (كما هو الحال في البطارية العادية). تُستخدم هذه الطريقة لتحويل التيار المتردد إلى تيار مباشر في جميع الأجهزة الإلكترونية التي تعمل بشبكة كهربائية بجهد 220 فولت. بالإضافة إلى جسور الصمام الثنائي المجمعة من الثنائيات الفردية، يتم استخدام المكونات الإلكترونية، حيث يتم وضع الثنائيات المعدلة في غلاف واحد مدمج لسهولة التركيب. يسمى هذا الجهاز "تركيبة الصمام الثنائي".

لا توجد الثنائيات المعدل فقط. هناك ثنائيات تعتمد موصليتها على الإضاءة، وتسمى "الثنائيات الضوئية"تم تحديدهم على النحو التالي:

قد تبدو مثل هذا:

مصابيح LED معروفة لك جيدًا، فهي موجودة في أكاليل شجرة عيد الميلاد وفي الأضواء القوية والمصابيح الأمامية للسيارات. في الرسم البياني تم تحديدهم على النحو التالي -

تبدو مصابيح LED كما يلي:

كيفية اختبار الصمام الثنائي

يفحص الصمام الثنائييمكنك استخدام مقياس متعدد عادي - كيفية استخدام المتر المتعددفي هذه المقالةللتحقق، قم بتبديل جهاز الاختبار إلى وضع الاتصال. نقوم بتوصيل مجسات الجهاز بأقطاب الصمام الثنائي والمسبار الأسود بالكاثود

(في حالات الصمام الثنائي الحديثة يتم تمييز الكاثود بعلامة حلقة)،قم بتوصيل المسبار الأحمر بالأنود (كما تعلم، تقوم الثنائيات بتمرير الجهد في اتجاه واحد فقط)ستكون مقاومة الصمام الثنائي صغيرة أي. الأرقام الموجودة على العداد ستحدث فرقًا كبيرًا.

نقوم بتبديل مجسات الجهاز في الاتجاه المعاكس -

ستكون المقاومة كبيرة جدًا، ولا نهائية تقريبًا. إذا سار كل شيء كما كتبت، فإن الصمام الثنائي يعمل، وإذا كانت المقاومة عالية جدًا في كلتا الحالتين، فإن "الصمام الثنائي المفتوح" يكون معيبًا ولا يمرر الجهد على الإطلاق، وإذا كانت المقاومة صغيرة جدًا، فإن الصمام الثنائي هو مكسورة ويمرر الجهد في كلا الاتجاهين.

كيفية التحقق من جسر الصمام الثنائي

إذا تم تجميع جسر الصمام الثنائي من الثنائيات الفردية، يتم فحص كل صمام ثنائي على حدة، كما هو موضح أعلاه. ليس من الضروري إزالة لحام كل صمام ثنائي من الدائرة، ولكن من الأفضل فصل الطرف الموجب أو السالب للمقوم من الدائرة.

إذا كنت بحاجة إلى التحقق من مجموعة الصمام الثنائي، حيث تكون الثنائيات في مبيت واحد ومن المستحيل الوصول إليها، فاتبع ما يلي:

نقوم بتوصيل مسبار واحد multimertaإلى زائد مجموعة الصمام الثنائي ، وبالثانية نلمس أطراف المجموعة حيث يتم توفير التيار المتردد. في اتجاه واحد، يجب أن يظهر الجهاز مقاومة منخفضة عند تغيير المجسات في الاتجاه المعاكس، ومقاومة عالية جدًا. ثم نقوم أيضًا بفحص المقوم مقابل الخرج السلبي. إذا كانت القراءات في كلا الاتجاهين صغيرة أو كبيرة أثناء القياس، فإن مجموعة الصمام الثنائي تكون معيبة. يتم استخدام طريقة الاختبار هذه عند إصلاح الأجهزة الإلكترونية.

الثنائيات عالية التردد، الثنائيات النبضية، الثنائيات النفقية، الدوالي - كل هذه الثنائيات تستخدم على نطاق واسع في المعدات المنزلية والخاصة. من أجل فهم ومعرفة كيفية استخدام الثنائيات بشكل صحيح ومكان استخدامها، تحتاج إلى تحسين معرفتك، ودراسة الأدبيات المتخصصة، وبالطبع، لا تتردد في طرح الأسئلة.