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

________________________________________
🌸🌸 وَ إِن یَکَادُ الَّذِینَ کَفَرُوا لَیُزْلِقُونَکَ بِأَبْصَارِهِمْ لَمَّا سَمِعُوا الذِّکْرَ وَ یَقُولُونَ إِنَّهُ لَمَجْنُونٌ وَ مَا هُوَ إِلَّا ذِکْرٌ لِّلْعَالَمِینَ 🌸🌸 سوره مبارکه قلم ؛ جزء ۲۹ قرآن کریم ؛ آیات ۵۱ و ۵۲
________________________________________

انتشار مطالب فقط با ذکر نام نویسنده بلامانع میباشد(مطالعه تمامی‌مطالب این وب سایت برای عموم رایگان میباشد.)مطالب آموزشی _ پژوهشی این سایت متنوع و ابتدا در زمینه دکترای نانو و میکرو الکترونیک از زیر مجموعه علوم نانو و برق _الکترونیک میباشد. این سایت برای همه مخاطبان با هر سطح از آشنایی به علوم نانو بیولوژی ، نانو شیمی‌، نانو الکترونیک و برق _ الکترونیک میباشد. و علاقه تحقیقی نویسنده بیشتر در زمینه مطالب علوم نانو و میکرو الکترونیک میباشد.

_ بخش دیود وکیوم ( Vacuum diode ) یا دیود خلاء

مزایا و محدودیت‌های دیود‌های خلاء _ دیود وکیوم (Vacuum diode)

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

نکته : دیود‌های خلاء یادگاری از گذشته هستند. اما تأثیر آنها بر الکترونیک غیرقابل انکار است. آنها زمانی در قلب فناوری اولیه قرار داشتند. آنها رادیو، تلویزیون و حتی سیستم‌های راداری را ممکن کردند. سادگی و کارآمدی آنها در استفاده‌های فشار قوی امروزه جایگاهی را برای آنها در برخی از زمینه‌های تخصصی تضمین می‌کند.

دیودهای خلاء کلید تاریخ الکترونیک هستند. ساخت، عملکرد و محدودیت‌های آنها بینش‌های ارزشمندی را ارائه می‌دهد. اگر در حال بازسازی دستگاه‌های قدیمی‌هستید یا در مورد وسایل الکترونیکی قدیمی‌یاد می‌گیرید، دیودهای خلاء را بررسی کنید. آنها بخش جذابی از آن هستند. اگرچه دیودهای خلاء عمدتاً با دیودهای نیمه‌هادی بهتر جایگزین می‌شوند، اما دیودهای خلاء منحصر به فرد هستند. آنها همیشه در تاریخ الکترونیک جایگاهی خواهند داشت. آنها نوآوری‌هایی را به ما یادآوری می‌کنند که راه را برای فناوری‌های مدرن امروزی هموار کردند.

علیرغم اینکه دیودهای نیمه‌هادی تا حد زیادی جایگزین شده اند، دیود‌های خلاء دارای مزایای واضحی هستند .

مزایا :

_ هندلینگ با توان بالا: دیودهای خلاء می‌توانند جریان‌ها و ولتاژهای بسیار بالاتری را نسبت به دیودهای مدرن تحمل کنند.

_دیودهای خلاء در محیط‌های جریان بالا عالی هستند. آنها در جایی کار می‌کنند که دیود‌های نیمه‌هادی ممکن است از کار بیفتند. این در مدارهای ولتاژ بالا یا فرکانس بالا است.

_ سادگی : ساخت و استفاده از دیود‌های خلاء ساده است. این باعث می‌شود که آنها به راحتی قابل درک و تعمیر باشند.

_ بخش دیود وکیوم ( Vacuum diode ) یا دیود خلاء

(دیود‌های خلاء) کنوترون‌ها دیود‌هایی با خلاء بالا Kenotron diodes

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

کنوترون نوعی دیود الکترو وکیوم است که برای یکسو کردن جریان متناوب به جریان مستقیم استفاده می‌شود . در تقویت‌ کننده‌های لوله، منابع تغذیه کنوترون به دلیل توانایی آنها در ارائه ولتاژ نرم و پایدار، که به نوبه خود به کیفیت صدای فوق‌العاده کمک می‌ کند، ارزیابی می‌ شوند: صداهای طبیعی، باس عمیق و تریبل تمیز. منابع تغذیه کنوترون به لطف ویژگی‌‌هایشان، گرما و ویژگی «لوله‌ مانند» را که طرفداران از آن استقبال می‌ کنند، می‌افزایند. کنوترون‌ها دیود‌هایی با خلاء بالا هستند که به طور خاص برای یکسوسازی با ولتاژ بالا طراحی شده اند.

خصوصیات :

ساختار قوی : می‌تواند ولتاژهای بسیار بالا را تا صدها کیلو ولت تحمل کند.

اندازه فیزیکی بزرگ : به طور معمول بزرگتر برای انطباق با نیازهای عایق ولتاژ بالاتر.

یکسوسازی کارآمد : تبدیل کارآمد AC به DC را در سطوح ولتاژ بالا فراهم می‌کند.

یکسو کننده‌های حالت جامد جایگزینی برای توان کنوترون در تقویت کننده‌های لوله‌‌‌ای هستند. اینها از دیود‌های حالت جامد یا ترانزیستورهای قدرت برای اصلاح جریان استفاده می‌کنند. در حالی که این دستگاه‌‌ها ممکن است قابل اطمینان‌ تر و ارزان‌ تر باشند، اما اغلب اعوجاج بیشتری ایجاد می‌ کنند و صدای گرمای «لوله» را از بین می‌ برند.

برنامه‌های کاربردی :

در تجهیزات اشعه ایکس برای تصویربرداری پزشکی استفاده می‌شود.

• شاغل در تجهیزات آزمایشگاهی فشار قوی

• در سیستم‌های راداری اولیه و شتاب دهنده‌های ذرات یافت می‌شود.

_ بخش دیود وکیوم ( Vacuum diode ) یا دیود خلاء

مقایسه بین دیود‌های خلاء و دیود‌های مدرن

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

دیود‌های سیلیکون و ژرمانیوم تا حد زیادی جایگزین دیودهای خلاء در کاربرد‌های مدرن شده‌ اند. با این حال، دیود‌های خلاء مزایای منحصر به فردی دارند. آنها ولتاژ‌ها و جریان‌های بالا را کنترل می‌کنند. آنها در دماهای شدید کار می‌کنند و در برابر پالس‌های الکترومغناطیسی مقاومت می‌کنند. دیود‌های نیمه‌هادی از نظر اندازه، هزینه و کارایی برای مصارف کم مصرف عالی هستند. هر نوع نقش خاصی در الکترونیک دارد. دیود‌های خلاء هنوز در انتقال توان بالا و تحقیقات علمی‌حیاتی هستند.

عملکرد : الکترونیک مدرن در دیود‌های نیمه‌هادی رشد می‌کند. این نیروگاه‌های جمع و جور از نظر سرعت و کارایی بهتر از پیشینیان خود عمل می‌کنند. بدون نیاز به گرمایش، مصرف انرژی را کاهش می‌دهند. عملکرد سریع آنها آنها را برای دستگاه‌های پیشرفته امروزی عالی می‌کند. دیودهای نیمه‌هادی اجرای الکترونیکی را بر هم می‌زند، سرعت و وجوه ذخیره را در یک بسته کوچک انتقال می‌دهد.

دوام :دیود‌های نیمه‌هادی سخت تر هستند و می‌توانند ضربه‌های واقعی را تحمل کنند. دیود‌های خلاء با پوشش‌های شیشه‌‌‌ای ظریف خود تمایل بیشتری به شکستگی دارند.

کاربرد‌ها : دیودهای خلاء برای کاربردهای ولتاژ بالا واجد شرایط تر هستند. آنها می‌توانند با ولتاژها و جریان‌های ظالمانه بدون کوتاه آمدن مقابله کنند. دیود‌های نیمه‌هادی می‌توانند تحت شرایط مشابه جدا شوند.

فناوری مدرن از دیودهای نیمه‌هادی برای بیشتر استفاده‌ها استفاده می‌کند. اما دیود‌های خلاء همچنان در موارد پرقدرت و ولتاژ بالا جایگاهی دارند.

دیود‌های خلاء قدیمی‌هستند. اما، آنها همچنان در تحقیقات مدرن نقش دارند. در کاربردهای فرکانس بالا و ولتاژ بالا، دیودهای خلاء همچنان می‌توانند از دستگاه‌های نیمه‌هادی بهتر عمل کنند. برخی از محققان در حال بررسی استفاده از آنها در زمینه‌های جدید و با فناوری پیشرفته هستند. این زمینه‌ها به دوام و قدرت بسیار بالا نیاز دارند. یک مثال در زمینه انتقال فرکانس رادیویی توان بالا است . در برخی مدارهای فرکانس بالا، دیودهای خلاء می‌توانند عملکرد بهتری نسبت به نیمه‌هادی‌ها داشته باشند. در محیط‌های با ولتاژ بالا، دیودهای خلاء اغلب ترجیح داده می‌شوند. آنها می‌توانند سطوح بالایی از استرس الکتریکی را تحمل کنند.

_ بخش دیود وکیوم ( Vacuum diode ) یا دیود خلاء

کاربرد‌های دیود‌های خلاء و دیود وکیوم (Vacuum diode)

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

دیود‌های خلاء زمانی تقریباً در هر دستگاه الکترونیکی جزء اصلی بودند. آنها می‌توانند جریان را اصلاح کنند. بنابراین، آنها برای رادیوها، تلویزیون‌‌ها و سایر وسایل الکترونیکی اولیه حیاتی بودند. در اینجا برخی از رایج ترین برنامه‌ها آورده شده است :

رادیوهای اولیه :از دیودهای خلاء برای تشخیص سیگنال در رادیوهای اولیه AM و FM استفاده می‌شد. آنها به تبدیل امواج رادیویی به سیگنال‌های الکتریکی کمک کردند. اینها را می‌توان به صدا تقویت کرد.

تصحیح برق : دیودهای خلاء کلید تبدیل برق AC به DC بودند. این برای تامین انرژی رادیو، تلویزیون و دیگر وسایل الکتریکی اولیه ضروری بود.

دستگاه‌های تلویزیون : تلویزیون‌های اولیه از دیودهای خلاء برای تصحیح قدرت و پردازش ویدئو استفاده می‌کردند. آنها در پردازش اولیه ویدئو و سیگنال بسیار مهم بودند.

سیستم‌های راداری : در طول جنگ جهانی دوم، دیودهای خلاء در سیستم‌های راداری استفاده می‌شد. آنها سیگنال‌ها را تصحیح کردند و از پردازش دقیق امواج رادار اطمینان حاصل کردند.

کاربرد‌های ولتاژ بالا همچنان به دیودهای خلاء متکی هستند. این مولفه‌ها برای برخی وظایف مدرن حیاتی باقی می‌مانند. در همین حال، علاقه مندان به الکترونیک قدیمی‌به دنبال دیودهای خلاء اصلی هستند. آنها در بازیابی رادیوها و تلویزیون‌های کلاسیک به دنبال اصالت هستند. آنها می‌خواهند جذابیت فناوری گذشته را حفظ کنند.

در ساختمان داخلی دیود وکیوم (Vacuum diode) الکترون‌ها بدون مانع از فضای خالی داخلی دیود عبور می‌کنند. این خلاء که برای عملکرد حیاتی است، مسیری از کاتد به آند را تشکیل می‌دهد. بدون آن، ذات دیود ناپدید می‌شود. برخورد با مولکول‌های گاز باعث اختلال در حرکت آنها می‌شود. این کارایی دیود را کاهش می‌دهد.

________________________________________
🌸🌸 وَ إِن یَکَادُ الَّذِینَ کَفَرُوا لَیُزْلِقُونَکَ بِأَبْصَارِهِمْ لَمَّا سَمِعُوا الذِّکْرَ وَ یَقُولُونَ إِنَّهُ لَمَجْنُونٌ وَ مَا هُوَ إِلَّا ذِکْرٌ لِّلْعَالَمِینَ 🌸🌸 سوره مبارکه قلم ؛ جزء ۲۹ قرآن کریم ؛ آیات ۵۱ و ۵۲
________________________________________

انتشار مطالب فقط با ذکر نام نویسنده بلامانع میباشد(مطالعه تمامی‌مطالب این وب سایت برای عموم رایگان میباشد.)مطالب آموزشی _ پژوهشی این سایت متنوع و ابتدا در زمینه دکترای نانو و میکرو الکترونیک از زیر مجموعه علوم نانو و برق _الکترونیک میباشد. این سایت برای همه مخاطبان با هر سطح از آشنایی به علوم نانو بیولوژی ، نانو شیمی‌، نانو الکترونیک و برق _ الکترونیک میباشد. و علاقه تحقیقی نویسنده بیشتر در زمینه مطالب علوم نانو و میکرو الکترونیک میباشد.

_ بخش دیود وکیوم ( Vacuum diode ) یا دیود خلاء

دیود وکیوم (Vacuum diode) و دیود‌های پر از گاز (خلاء نرم)

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

گازهای بی اثر - آرگون، نئون یا بخار جیوه - پوشش دیودهای تخصصی را پر می‌کنند. این باعث افزایش عملکرد آنها می‌شود. وجود گاز خواص الکتریکی خاصی را افزایش می‌دهد.

ولتاژ یونیزاسیون پایین : گاز در ولتاژهای پایین یونیزه می‌شود. این اجازه می‌دهد تا دیود در سطوح ولتاژ کاهش یافته هدایت شود.

تنظیم ولتاژ : گاز یونیزه شده دارای افت ولتاژ ثابت است. بنابراین، می‌تواند به عنوان یک تنظیم کننده ولتاژ عمل کند .

درخشش قابل مشاهده : اغلب هنگام کار به دلیل یونیزاسیون گاز درخششی از خود ساطع می‌کند.

_ بخش دیود وکیوم ( Vacuum diode ) یا دیود خلاء

دیود وکیوم (Vacuum diode) و دیود‌های خلاء بالا

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

دیود‌های خلاء بالامحصور در شیشه یا فلز، دیود‌هایی هستند که با خلاء بالا عمل می‌کنند. این دستگاه‌های معمولی یک کاتد و آند را در یک محفظه بسیار تخلیه قرار می‌دهند. آنها اساس فناوری دیود خلاء هستند.

خصوصیات :

محیط خلاء خالص : جریان الکترون در آغوش خلاء شکوفا می‌شود. عدم وجود فشار بالا مولکول‌های گاز را از بین می‌برد و جریان‌های الکتریکی بدون مانع را تضمین می‌کند.

گسیل ترمیونی : الکترون‌های گرم شده از کاتد به آند جریان می‌یابند که توسط بار مثبت آن کشیده می‌شوند. این انتشار حرارتی جریانی بین الکترودها ایجاد می‌کند.

جریان یک جهته : به جریان اجازه می‌دهد تا یک طرفه جریان یابد. این باعث می‌شود که یک یکسو کننده موثر باشد.

_ بخش دیود وکیوم ( Vacuum diode ) یا دیود خلاء

دیود وکیوم (Vacuum diode) و نقش خلاء

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

در ساختمان داخلی دیود وکیوم (Vacuum diode) الکترون‌ها بدون مانع از فضای خالی داخلی دیود عبور می‌کنند. این خلاء که برای عملکرد حیاتی است، مسیری از کاتد به آند را تشکیل می‌دهد. بدون آن، ذات دیود ناپدید می‌شود. برخورد با مولکول‌های گاز باعث اختلال در حرکت آنها می‌شود. این کارایی دیود را کاهش می‌دهد.

حرکت آزاد الکترون‌ها : بدون مولکول‌های گاز، الکترون‌ها آزادانه حرکت می‌کنند. این جریان جریان را در جهت جلو افزایش می‌دهد.

از یونیزه شدن جلوگیری می‌کند : اگر گاز وجود داشته باشد، می‌تواند یونیزه شود. این باعث ایجاد مسیرهای فعلی ناخواسته می‌شود. توانایی دیود برای کنترل جریان جریان را کاهش می‌دهد.

گرما باعث آزاد شدن الکترون از کاتد می‌شود. این ذرات که توسط بار مثبت آند کشیده می‌شوند، یک مسیر جریان یک طرفه ایجاد می‌کنند. این جریان یک طرفه دیود خلاء را به یکسوساز تبدیل می‌کند. از انتشار ترمیونی برای هدایت الکتریکی کنترل شده استفاده می‌کند. طراحی ساده و زیبای دستگاه نشان می‌دهد که الکترون‌ها چگونه در خلاء رفتار می‌کنند. دیود خلاء اجازه می‌دهد تا جریان در یک جهت جریان یابد. آن را در جهت معکوس مسدود می‌کند. هنگامی‌که آند مثبت تر از کاتد است، جریان جریان می‌یابد. الکترون‌ها آزادانه حرکت می‌کنند. اگر آند دارای بار منفی باشد، دیود جریان را مسدود می‌کند. این جریان یک طرفه جریان در تبدیل AC به DC، فرآیندی که به عنوان یکسوسازی شناخته می‌شود، بسیار مهم است.

_ بخش دیود وکیوم ( Vacuum diode ) یا دیود خلاء

دیود وکیوم (Vacuum diode) و بررسی جریان آزادانه در ( فرآیند اصلاح)

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

نکته : جریان آزادانه از طریق یک دیود خلاء جریان می‌یابد، اما از طرف دیگر به دیوار برخورد می‌کند. این ویژگی آن را برای اصلاح ایده آل می‌کند. می‌تواند رقص رفت و برگشت جریان متناوب را به مارش ثابت جریان مستقیم تبدیل کند. دیود به عنوان یک شیر یک طرفه عمل می‌کند و AC را با سادگی ظریف به DC تبدیل می‌کند.

وقتی جریان متناوب AC مثبت می‌شود، دیود زنده می‌شود. آند از کاتد فراتر می‌رود و الکترون‌ها را به صدا در می‌آورد. آنها به این تماس توجه می‌کنند و از کاتد به آند می‌شتابند. جریان جریان، رقص ذرات در حرکت. دیود هدایت می‌شود و هدف آن در این لحظه زود گذر هماهنگی الکتریکی محقق می‌شود.

بایاس معکوس (سیکل منفی AC) : وقتی معکوس شود، قطبیت آند به زیر قطب کاتد تغییر می‌کند. این معکوس نشان دهنده نیم چرخه منفی جریان الکتریکی است. این از جریان جریان جلوگیری می‌کند. این جریان را در طول نیم چرخه منفی قطع می‌کند. فقط نیمه مثبت موج را ترک می‌کند.

هنگامی‌که یک ولتاژ معکوس اعمال می‌شود، یک دیود خلاء در مدار الکترونیکی رسانا نمی‌شود، اما همه دیودها جریان بسیار کمی‌را نشت می‌کنند که فقط چند میکرو آمپر یا کمتر است. این را می‌توان در بیشتر مدارها نادیده گرفت زیرا بسیار کوچکتر از جریانی است که در جهت جلو می‌رود. با این حال،(دیود وکیوم)‌ها دارای حداکثر ولتاژ معکوس هستند (معمولا 50 ولت یا بیشتر) و اگر از این مقدار بیشتر شود، دیود از کار می‌افتد و مقدار زیادی جریان در جهت معکوس عبور می‌کند.

دیود وکیوم (Vacuum diode) بیشتر مانند یک دیود مدرن کار میکند . اما اندازه آن بزرگتر است. این شامل یک ظرف خلاء با کاتد و آند در داخل است. این کاتد و آند در یک منبع ولتاژ متصل هستند . آند با توجه به کاتد با ولتاژ مثبت اعمال می‌شود، روی اصل انتشار ترمیونی کار می‌کند. یک رشته این کاتد را گرم می‌کند. از این رو الکترونها از کاتد ساطع می‌شوند و به سمت آند جذب می‌شوند. اگر ولتاژ مثبت بکار رفته در آند به اندازه کافی نباشد ، آند به دلیل رشته داغ نمی‌تواند الکترون‌های ساطع شده از کاتد را جذب کند. در نتیجه ، یک ابر الکترون در فضای بین کاتد و آند جمع می‌شود. این است که با توجه به این شارژ فضا ، الکترونهای ساطع شده دیگر برطرف شده و به کاتد باز می‌گردند. از این رو انتشار الکترون تقریبا متوقف می‌شود. هیچ جریان از طریق مدار جریان ندارد.