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

_ بخش دیود وکیوم ( Vacuum diode ) یا دیود خلاء

دیود وکیوم (Vacuum diode) و 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.

_ بخش دیود وکیوم ( Vacuum diode ) یا دیود خلاء

دیود وکیوم (Vacuum diode) و فرآیند " مسدود کردن جریان معکوس "

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

دیود‌های خلاء به عنوان دریچه‌های یک طرفه برای جریان الکتریکی عمل می‌کنند. هنگامی‌که ولتاژ در یک جهت جریان می‌یابد، هدایت می‌شوند، اما هنگامی‌که قطبیت تغییر می‌کند، جریان را متوقف می‌کند. این رفتار یک طرفه عملکرد اساسی آنها را در مدارها مشخص می‌کند. معکوس کردن ولتاژ دیود را به یک عایق تبدیل می‌کند. تمام جریان‌ها را مسدود می‌کند.

بایاس معکوس : یک آند منفی جریان الکترون را متوقف می‌کند و کاتد را خاموش می‌کند. این قطبیت ولتاژ یک مانع ایجاد می‌کند. هر جریانی را در مدار قطع می‌کند. آند نمی‌تواند الکترون‌های دارای بار منفی را جذب کند. در این شرایط، الکترون‌ها قادر به حرکت در فضای خلاء نیستند.

بدون رسانایی معکوس : کاتد الکترون به آند با بار منفی ساطع نمی‌کند. دیود خلاء جریان را در جهت معکوس مسدود می‌کند و جریان یک جهته را تضمین می‌کند.

_ بخش دیود وکیوم ( Vacuum diode ) یا دیود خلاء

دیود وکیوم (Vacuum diode) در حالت میدان الکتریکی و جاذبه به آند

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

الکترون‌هایی که از کاتد گرم شده کشیده می‌شوند، به سمت آند با بار مثبت می‌شتابند. این جاذبه هسته جریان الکترون را در سیستم تشکیل می‌دهد.

جاذبه آند مثبت : آند الکترون‌های با بار منفی ساطع شده کاتد را جذب می‌کند. بار مثبت دارد. بین الکترودها خلاء وجود دارد. پس بدون هوا و گاز. بدون مانع، الکترون‌ها به سرعت به سمت آند جریان می‌یابند. هیچ ذره دیگری مانع راه آنها نمی‌شود.

جریان یک طرفه : از کاتد به آند، الکترون‌ها موج می‌زند. این جریان یک طرفه یک جریان الکتریکی ثابت تولید می‌کند و دنیای مدرن ما را تامین می‌کند. این یک ویژگی کلیدی است. این اجازه می‌دهد تا دیودهای خلاء به عنوان یکسو کننده عمل کنند و AC را به DC تبدیل کنند.

یک دیود خلاء یا دیود وکیوم ا ز اِلکترود‌های استوانه‌‌‌ای متحد المرکز، کاتد منفی و آند مثبت تشکیل شده است. به دلیل تجمع بار در نزدیکی کاتد، پتانسیل الکتریکی بین الکترود‌ها تابعی خطی از موقعیت نیست، حتی با هندسه مسطح، قابل محاسبه میباشد.

دیود‌های خلاء به عنوان دریچه‌های یک طرفه برای جریان الکتریکی عمل می‌کنند. هنگامی‌که ولتاژ در یک جهت جریان می‌یابد، هدایت می‌شوند، اما هنگامی‌که قطبیت تغییر می‌کند، جریان را متوقف می‌کند. این رفتار یک طرفه عملکرد اساسی آنها را در مدارها مشخص می‌کند. معکوس کردن ولتاژ دیود را به یک عایق تبدیل می‌کند. تمام جریان‌ها را مسدود می‌کند.کاربرد‌های ولتاژ بالا همچنان به دیود‌های خلاء متکی هستند. این مولفه‌ها برای برخی وظایف مدرن حیاتی باقی می‌مانند. در همین حال، علاقه مندان به لوازم الکترونیکی 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.

_ بخش دیود وکیوم ( Vacuum diode ) یا دیود خلاء

دیود وکیوم (Vacuum diode) در حالت انتشار تِرمیونیک

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

انتشار ترمیونیک دیود‌های خلاء را تقویت می‌کند و پتانسیل آنها را باز می‌کند. این پدیده عملکرد اصلی دستگاه را هدایت می‌کند و قابلیت‌های عملیاتی منحصر به فرد آن را فعال می‌کند.

گرم کردن کاتد : هنگامی‌که گرم می‌شود، الکترون‌ها از کاتد می‌پرند. یک رشته مجزا که دما را به طور چشمگیری افزایش می‌دهد، این انرژی را تامین می‌کند. در دیود‌های خلاء، این فرآیند انتشار الکترون را امکان پذیر می‌کند که برای عملکرد بسیار مهم است.

انتشار الکترون‌ها : گرم شدن کاتد، الکترون‌ها را در خلاء آزاد می‌کند. دماهای بالاتر، الکترون‌های بیشتری را آزاد می‌ کنند و این فرآیند انتشار را تشدید می‌ کنند.

________________________________________
🌸🌸 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) با مدار ولتاژ معکوس

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

هنگامی‌که منبع ولتاژ به دیود وکیوم (Vacuum diode) داده می‌شود، ترمینال آند دیود به ترمینال منفی وصل می‌شود در حالی که کاتد به ترمینال مثبت وصل می‌شود. بنابراین الکترون‌ها در خلاء جریان می‌یابند و انرژی جنبشی کافی برای رسیدن به آند به دست می‌آورند. اما، آند در برابر الکترون‌های آزاد که تلاش می‌کنند به سمت آن جابجا شوند، مقاومت می‌کند. می‌دانیم که اگر دو ذره باردار در نزدیکی یکدیگر قرار گیرند، دفع می‌شوند. بنابراین در این شرایط، ترمینال آند بار منفی دارد و الکترون‌های آزاد تولید شده از کاتد نیز بار منفی دارند. بنابراین، آند الکترون‌های ساطع شده از کاتد را دفع می‌کند. در نتیجه، جریانی در داخل دیود خلاء وجود دارد.

دیودهای خلاء به عنوان دریچه‌های یک طرفه برای جریان الکتریکی عمل می‌کنند. هنگامی‌که ولتاژ در یک جهت جریان دارد، هدایت می‌شوند، اما هنگامی‌که قطبیت تغییر می‌کند، جریان را متوقف می‌کند. این رفتار یک طرفه عملکرد اساسی آنها را در مدارها مشخص می‌کند. معکوس کردن ولتاژ دیود را به یک عایق تبدیل می‌کند. تمام جریان‌ها را مسدود می‌کند.

بایاس معکوس: یک آند منفی جریان الکترون را متوقف می‌کند و کاتد را خاموش می‌کند. این قطبیت ولتاژ یک مانع ایجاد می‌کند. هر جریانی را در مدار قطع می‌کند. آند نمی‌تواند الکترون‌های دارای بار منفی را جذب کند. در این شرایط، الکترون‌ها قادر به حرکت در فضای خلاء نیستند.

بدون رسانایی معکوس: کاتد الکترون به آند با بار منفی ساطع نمی‌کند. دیود خلاء جریان را در جهت معکوس مسدود می‌کند و جریان یک جهته را تضمین می‌کند.

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) با مدار ولتاژ جلو

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

نکته : نمودار مدار دیود خلاء یا دیود وکیوم دراعمال جریان مختلف تغییر پذیر میباشد. این مدار در سه حالت مانند دیود با ولتاژ رو به جلو، ولتاژ معکوس و بدون ولتاژ کار می‌کند.

دیود خلاء با مدار ولتاژ جلو در اعمال جریان مختلف تغییر پذیر میباشد. هنگامی‌که منبع گرما به بخاری داده می‌شود، مقداری انرژی گرمایی به دست می‌آورد. بنابراین این انرژی می‌تواند به ترمینال کاتد منتقل شود. هنگامی‌که جریان الکترون‌ها در ترمینال کاتد انرژی کافی دریافت می‌کند، پیوند را از کاتد جدا کرده و به خلاء می‌روند. الکترون‌هایی که در خلاء جریان دارند به انرژی جنبشی کافی برای رسیدن به آند نیاز دارند.

هنگامی‌که منبع ولتاژ به دیود خلاء به گونه‌‌‌ای تامین می‌شود که ترمینال آند دیود به یک ترمینال مثبت داده می‌شود در حالی که کاتد به پایانه منفی داده می‌شود، سپس الکترون‌های آزاد درون خلاء انرژی جنبشی کافی برای رسیدن به آند را به دست می‌آورند. این الکترون‌ها جریان را در حین انتقال از ترمینال کاتد به آند حمل می‌کنند.

_ بخش دیود وکیوم ( Vacuum diode ) یا دیود خلاء

بررسی ساختارو ساختمان داخلی دیود وکیوم (Vacuum diode)_ ( یک ظرف خلاء با کاتد و آند در داخل) یا دیود خلاء

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

نکته : دیود (Vacuum diode) یک لوله شیشه‌‌‌ای است که گاز خود را حذف، ایجاد یک خلاء است. لوله‌های خلا حاوی الکترودهایی برای کنترل جریان الکترون هستند و در رایانه‌های اولیه به عنوان سوئیچ یا تقویت کننده استفاده می‌شدند.

دیود (Vacuum diode) نوعی دیود در مدار که به عنوان لوله ترمیونی یا شیر ترمیونی شناخته می‌شود از پدیده انتشار ترمیون الکترون‌ها از یک کاتد گرم شده استفاده می‌کند و این دیود برای تعدادی از کارکرد‌های اساسی الکترونیکی مانند تقویت سیگنال و اصلاح جریان استفاده می‌شود . امروزه از دیود (Vacuum diode) در درجه اول در تجهیزات صوتی پیشرفته استفاده می‌شود ، که توسط برخی از صوتی‌ها به عنوان جایگزینی برای سیستم‌های دیجیتال ترجیح داده می‌شود.

از دیود (Vacuum diode) برای تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم استفاده می‌شود. با این حال ، آنها نمی‌توانند سیگنال الکتریکی را تقویت کنند. به عبارت دیگر ، آنها نمی‌توانند ولتاژ یا قدرت را تقویت کنند برای تقویت سیگنال الکتریکی ، یک الکترود اضافی مورد نیاز است. هنگامی‌که الکترود اضافی بین کاتد و آند قرار می‌گیرد ، دستگاه الکترونیکی حاصل را تریود Vacuum یا تریود خلا ٕ می‌نامند.

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.

_ بخش دیود سیگنال «دیود پَسیو شده شیشه ‌ای»

دیود سیگنال(Signal Diode) نوعی دیود پَسیو شده شیشه ‌ای در حالت «تماس نقطه ‌ای» (Point Contact)

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

نکته : هنگامی‌که از دیودها در مدارهای الکتریکی برای تشخیص سیگنال‌ها استفاده می‌شود به عنوان دیود سیگنالشناخته می‌شود. در حال حاضر از این دیودها در مدارهای الکتریکی و الکترونیکی برای تشکیل نوعی عناصر کوچک که از کریستال‌های نیمه‌هادی طراحی شده اند استفاده می‌شود.

دیود سیگنالیک دستگاه نیمه‌هادی غیر خطی است که در جاهایی که فرکانس‌های بالا یا جریان‌های کوچک درگیر هستند مانند تلویزیون‌ها، رادیوها و مدارهای منطق دیجیتال استفاده می‌شود. اصطلاح "دیود سیگنال" اغلب برای اشاره به " دیود سیگنال کوچک" استفاده می‌شود. در حال حاضر از این دیود‌ها به عنوان عناصر کوچک در مدار‌های الکتریکی و الکترونیکی استفاده می‌شود که از کریستال‌های نیمه‌هادی ساخته می‌شوند. عملکرد دیود سیگنالپردازش سیگنال‌های الکتریکی در مدارها است، بنابراین آنها به سادگی برای عبور تا 100 میلی آمپر جریان‌های کوچک ضروری هستند. نماد دیود سیگنال در بالا نشان داده شده است. به طور کلی این دیودها شامل دو ترمینال آند و کاتد می‌باشد که پایانه کاتد این دیود با رنگ مشکی مشخص می‌شود تا دیود به درستی شناسایی و در مدار قرار گیرد.

ساختار یک دیود سیگنالمشابه دیود ژرمانیوم است زیرا در دیود ژرمانیوم ، یک عنصر از بلوک PN را می‌توان به گونه‌‌‌ای حک کرد که ساختار فلات بالایی را ایجاد کند. این دیود شامل دو لایه نوع P و N است. لایه نوع N به دو ناحیه مانند N- و N+ جدا می‌شود که در آن یک ناحیه (N-) در نزدیکی مواد نوع p است که کمی‌دوپ شده است و لایه دیگر نزدیک تماس کاتد است که به شدت دوپ شده است.

_ بخش دیود سیگنال «دیود پَسیو شده شیشه ‌ای»

دیود سیگنال(Signal Diode) دیود پَسیو شده شیشه ‌ای در حالت «تماس نقطه ‌ای» (Point Contact)

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

نکته : هنگامی‌که از دیودها در مدارهای الکتریکی برای تشخیص سیگنال‌ها استفاده می‌شود به عنوان دیود سیگنالشناخته می‌شود. در حال حاضر از این دیودها در مدارهای الکتریکی و الکترونیکی برای تشکیل نوعی عناصر کوچک که از کریستال‌های نیمه‌هادی طراحی شده اند استفاده می‌شود.

دیود سیگنالیک دستگاه نیمه‌هادی غیر خطی است که در جاهایی که فرکانس‌های بالا یا جریان‌های کوچک درگیر هستند مانند تلویزیون‌ها، رادیوها و مدارهای منطق دیجیتال استفاده می‌شود. اصطلاح "دیود سیگنال" اغلب برای اشاره به " دیود سیگنال کوچک" استفاده می‌شود. در حال حاضر از این دیود‌ها به عنوان عناصر کوچک در مدار‌های الکتریکی و الکترونیکی استفاده می‌شود که از کریستال‌های نیمه‌هادی ساخته می‌شوند. عملکرد دیود سیگنالپردازش سیگنال‌های الکتریکی در مدارها است، بنابراین آنها به سادگی برای عبور تا 100 میلی آمپر جریان‌های کوچک ضروری هستند. نماد دیود سیگنال در بالا نشان داده شده است. به طور کلی این دیودها شامل دو ترمینال آند و کاتد می‌باشد که پایانه کاتد این دیود با رنگ مشکی مشخص می‌شود تا دیود به درستی شناسایی و در مدار قرار گیرد.

ساختار یک دیود سیگنالمشابه دیود ژرمانیوم است زیرا در دیود ژرمانیوم ، یک عنصر از بلوک PN را می‌توان به گونه‌‌‌ای حک کرد که ساختار فلات بالایی را ایجاد کند. این دیود شامل دو لایه نوع P و N است. لایه نوع N به دو ناحیه مانند N- و N+ جدا می‌شود که در آن یک ناحیه (N-) در نزدیکی مواد نوع p است که کمی‌دوپ شده است و لایه دیگر نزدیک تماس کاتد است که به شدت دوپ شده است.