مطالب تخصصی و فوق تخصصی (برق _الکترونیک) و (دکترای نانو _ میکرو الکترونیک)

_ بخش دیود سیگنال «دیود پَسیو شده شیشه ‌ای»

حداکثر ولتاژمعکوس در دیود سیگنال (Signal Diode)

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

نکته : در ساختمان داخلی دیود سیگنال (Signal Diode) حداکثر ولتاژعملکرد معکوس بدون خرابی و آسیب معکوس به این دیود اعمال می‌شود. در مقایسه با ولتاژ شکست بهمن، این ولتاژ کمتر است که از چند ولت تا 1000 ولت متغیر است.

هنگامی‌که یک منبع ولتاژ به یک دیود به روشی که آند به (+) وصل می‌شود و کاتد به پایانه (-) منبع تغذیه متصل می‌شود، گفته می‌شود که دیود سیگنال در جهت روبه جلو (بایاس به جلو) کار می‌کند. معکوس شدن پایانه‌های تامین، باعث می‌شود دیود در جهت معکوس عمل کند . در یک دیود ایده آل بایاس رو به جلو، دیود/سوئیچ بسته می‌شود و حداکثر جریان با کسری از ولتاژ اعمال شده شروع به جریان می‌کند. در جهت معکوس، دیود ایده‌آل در حالت باز عمل می‌کند و بدون توجه به ولتاژ اعمال شده، هیچ جریانی جریان نمی‌یابد. دیود ایده آل حالت‌های سوئیچ یعنی ON و OFF را تحت بایاس رو به جلو و معکوس توصیف می‌کند.

دیودهای سیگنال اجزای همه کاره‌‌‌ای هستند که در کاربردهای مختلف الکترونیکی استفاده می‌شوند:

1 - یکسوسازی : تبدیل جریان متناوب (AC) به جریان مستقیم (DC).

2 - قطع و محدود کردن ولتاژ : محافظت از مدارها در برابر ولتاژ بیش از حد با محدود کردن سطح ولتاژ.

3 - محدودیت جریان : جلوگیری از جریان بیش از حد جریان که می‌تواند به اجزای دیگر آسیب برساند.

4 - سوئیچینگ : برای سوئیچینگ سیگنال‌ها در مدارهای شکل دهنده شکل موج، به ویژه در پردازش سیگنال دیجیتال و آنالوگ استفاده می‌شود.

دیودهای سیگنال با اندازه کوچک، ویژگی‌های سوئیچینگ سریع و توانایی مدیریت فرکانس‌های بالا، اجزای ضروری در الکترونیک مدرن هستند. از یکسوسازی گرفته تا قطع سیگنال، کاربردهای آنها متنوع است، که آنها را برای مدارهای مختلف الکترونیکی کم مصرف بسیار مهم می‌کند. درک نحوه عملکرد دیودهای سیگنال و خواص مواد آنها به انتخاب دیود مناسب برای کارهای خاص کمک می‌کند.

دیود سیگنال کوچک ایده آل جریان را در یک جهت (رسانش به جلو) و جریان را در جهت دیگر قطع می‌کند (مسدود معکوس). دیود سیگنال به عنوان کلید بسته در بایاس رو به جلو عمل می‌کند و بنابراین برای هدایت جریان صرفاً در یک جهت (از ترمینال مثبت به ترمینال منفی) اتصال کوتاه می‌کند. از سوی دیگر، دیود سیلیکونی به عنوان سوئیچ باز در بایاس معکوس عمل می‌کند و بنابراین مدار باز را برای مسدود کردن جریان جریان در دیود انجام می‌دهد. دیودهای سیگنال در کاربردهای مختلفی استفاده می‌شوند. دیودهای سیگنال به عنوان یکسو کننده، محدود کننده جریان، محدود کننده ولتاژ یا کلید برای مدارهای شکل دهنده شکل موج استفاده می‌شوند.

منحنی مشخصه VI (ولتاژ-جریان) یک دیود سیگنال سیلیکونی به نشان دادن رفتار آن در شرایط بایاس رو به جلو و معکوس کمک می‌کند:

_ در بایاس رو به جلو، دیود افت ولتاژ شدیدی را با شروع جریان نشان می‌دهد.

_ در بایاس معکوس، دیود مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهد و جریان را مسدود می‌کند.