كم تعرف عن أساسيات الثنائيات؟ (الجزء الأول)

الصمام الثنائيهو أحد أقدم أجهزة أشباه الموصلات، وتطبيقه واسع جدًا. خاصة في الدوائر الإلكترونية المختلفة، يرتبط استخدام الثنائيات والمقاومات والمكثفات والمحاثات والمكونات الأخرى بشكل معقول بتشكيل دوائر ذات وظائف مختلفة، والتي يمكن أن تحقق مجموعة متنوعة من الوظائف مثل تصحيح التيار المتردد، واكتشاف إشارة التعديل، والحد والتثبيت، و تنظيم الجهد من الجهد إمدادات الطاقة.

سواء كان ذلك في دائرة الراديو المشتركة أو في المنتجات الكهربائية المنزلية الأخرى أو دوائر التحكم الصناعية، يمكن العثور على آثار للثنائيات.

خصائص وتطبيقات الثنائيات

تقريبًا في جميع الدوائر الإلكترونية، يتم استخدام الثنائيات شبه الموصلة، وهي تلعب دورًا مهمًا في العديد من الدوائر، وهي واحدة من أقدم أجهزة أشباه الموصلات، كما أن تطبيقها واسع جدًا.

تطبيق الصمام الثنائي

1. الصمام الثنائي المعدل

باستخدام موصلية أحادية الاتجاه للديود، يمكن تحويل التيار المتردد إلى تيار مباشر نابض في اتجاه واحد.

2. تبديل المكونات

تحت تأثير الجهد الأمامي، تكون مقاومة الصمام الثنائي صغيرة جدًا وهي في حالة التشغيل، وهو ما يعادل مفتاح التشغيل. تحت تأثير الجهد العكسي، تكون المقاومة كبيرة جدًا وتكون في حالة قطع، مثل المفتاح المنفصل. باستخدام خصائص التبديل للثنائيات، يمكن تشكيل دوائر منطقية مختلفة.

3. عنصر الحد

بعد تشغيل الصمام الثنائي، يظل انخفاض الجهد الأمامي دون تغيير ({{0}}.7V لأنبوب السيليكون و0.3V لأنبوب الجرمانيوم). باستخدام هذه الخاصية، يمكن تحديد سعة الإشارة بنطاق معين كعنصر محدد في الدائرة.

4. تتابع الصمام الثنائي

إنه يلعب دورًا مرحلًا في الأحمال الحثية مثل الحث وتتابع تحويل مصدر الطاقة.

5. الكشف عن الصمام الثنائي

يعمل بمثابة كاشف على الراديو.

6. الصمام الثنائي المتغير

يستخدم في رأس التلفزيون عالي التردد.

كيف تعمل الثنائيات؟

الصمام الثنائي البلوري عبارة عن وصلة pn مكونة من أشباه الموصلات من النوع P وأشباه الموصلات من النوع N، والتي تشكل طبقة شحنة فضائية على جانبي واجهتها ولها مجال كهربائي مدمج ذاتيًا. عندما لا يكون هناك جهد مطبق، فإن تيار الانتشار الناتج عن اختلاف تركيز الموجة الحاملة على جانبي الوصلة pn وتيار الانجراف الناتج عن المجال الكهربائي المبني ذاتيًا متساويان وفي توازن كهربائي. عندما يكون هناك انحياز للجهد الأمامي، فإن القمع المتبادل للمجال الكهربائي الخارجي والمجال الكهربائي المدمج يزيد من تيار انتشار الموجة الحاملة ويسبب التيار الأمامي. عندما يكون هناك انحياز للجهد العكسي في الخارج، يتم تعزيز المجال الكهربائي الخارجي والمجال الكهربائي المدمج بشكل أكبر، مما يشكل تيار تشبع عكسي I0 مستقل عن جهد الانحياز العكسي في نطاق جهد عكسي معين. عندما يكون الجهد العكسي المطبق مرتفعًا إلى حد معين، تصل قوة المجال الكهربائي في طبقة الشحنة الفضائية للوصلة pn إلى قيمة حرجة، مما يؤدي إلى عملية مضاعفة الموجة الحاملة، وعدد كبير من أزواج ثقب الإلكترون، مما يؤدي إلى قيمة كبيرة للانعكاس تيار الانهيار، يسمى ظاهرة انهيار الثنائيات.

نوع الصمام الثنائي

هناك أنواع عديدة من الثنائيات، وفقًا للمادة شبه الموصلة المستخدمة، يمكن تقسيمها إلى ثنائيات الجرمانيوم (أنابيب Ge) وثنائيات السيليكون (أنابيب Si). وفقًا لاستخداماته المختلفة، يمكن تقسيمه إلى صمام ثنائي للكشف، صمام ثنائي مقوم، صمام ثنائي منظم الجهد، صمام ثنائي للتبديل، صمام ثنائي للعزل، صمام ثنائي شوتكي، صمام ثنائي باعث للضوء، وما إلى ذلك. وفقًا للهيكل الأساسي ، يمكن تقسيمها إلى صمام ثنائي للتلامس النقطي وصمام ثنائي للتلامس السطحي وصمام ثنائي مستوي. الصمام الثنائي ذو نقطة التلامس عبارة عن سلك معدني رفيع جدًا يتم ضغطه على سطح شريحة أشباه الموصلات الملساء، من خلال تيار نبضي، بحيث يتم تلبيد أحد طرفي السلك والرقاقة معًا بقوة لتشكيل "وصلة PN". نظرًا لأنه نقطة اتصال، يُسمح فقط لتيار صغير بالمرور (ليس أكثر من بضع عشرات من MA)، وهو مناسب لدوائر التيار الصغيرة عالية التردد، مثل الكشف عن الراديو. منطقة "وصلة PN" في الصمام الثنائي الملامس للوجه كبيرة، مما يسمح بمرور تيار كبير (عدة أمبيرات إلى عشرات الأمبيرات)، والتي تستخدم بشكل أساسي في دائرة "التصحيح" التي تحول التيار المتردد إلى تيار مباشر. الصمام الثنائي المستوي هو صمام ثنائي خاص من السيليكون، لا يمكنه تمرير تيار كبير فحسب، بل يتمتع أيضًا بأداء مستقر وموثوق، ويستخدم في الغالب في دوائر التبديل والنبض والدوائر عالية التردد.

دائرة تطبيق الصمام الثنائي

1. ديود بسيط دائرة منظم الجهد DC

تستخدم دائرة منظم الجهد البسيط للديود بشكل أساسي في بعض دوائر إمداد الجهد الكهربائي DC المحلية، لأن الدائرة بسيطة ومنخفضة التكلفة، لذلك يتم استخدامها على نطاق واسع.

في دائرة منظم الجهد البسيط للديود، فإن الاستخدام الرئيسي لانخفاض ضغط أنبوب الصمام الثنائي لم يتغير بشكل أساسي.

خصائص انخفاض ضغط الأنبوب في الصمام الثنائي: انخفاض ضغط الأنبوب لا يتغير بشكل أساسي بعد تشغيل الصمام الثنائي، ويكون انخفاض ضغط الأنبوب حوالي {{0}}.6V لصمام ثنائي السيليكون وحوالي 0.2V لـ ديود الجرمانيوم.

2. دائرة تعويض درجة حرارة الصمام الثنائي

من المعروف أن الوصلة PN لديها انخفاض في الضغط يبلغ حوالي {{0}}.6V (في إشارة إلى تقاطع السيليكون PN) بعد التوصيل، كما أن للوصلة PN أيضًا خاصية تعتمد على درجة الحرارة: الضغط يتناقص الانخفاض عند طرفي الوصلة PN قليلاً مع زيادة درجة الحرارة، وكلما ارتفعت درجة الحرارة، زاد الانخفاض. وبطبيعة الحال، فإن القيمة المطلقة لانخفاض الجهد عند طرفي تقاطع PN صغيرة جدًا بالنسبة لـ 0.6V، والتي يمكن استخدامها لتشكيل دائرة تعويض درجة الحرارة.

معلومات الاتصال:

إذا كان لديك أي أفكار، فلا تتردد في التحدث إلينا. بغض النظر عن مكان وجود عملائنا وما هي متطلباتنا، فإننا سوف نتبع هدفنا المتمثل في تزويد عملائنا بجودة عالية وأسعار منخفضة وأفضل خدمة.