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

_ 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.

_ 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.