تحقيق درباره ديود و انواع ديودها به همراه تصوير

 براي توضيحات بيشتر و دانلود كليك كنيد

تحقيق درباره ديود و انواع ديودها به همراه تصوير

دسته بندي : فني و مهندسي » برق، الكترونيك، مخابرات

فهرست مطالب
ديود چيست؟
باياس كردن اتصال P–N
باياس مستقيم
باياس معكوس
ولتاژ شكست معكوس ديود
پديده شكست زنر :
مقادير حد در ديودها :
– حداكثر ولتاژ معكوس
الف ) حداكثر ولتاژ معكوس
ب) حداكثر ولتاژ معكوس مؤثر
ج ) ولتاژ معكوس قابل تحمل در وضعيت كار عادي :
2- حداكثر جريان مستقيم :
3- حداكثر جريان تكراي
4- حداكثر جريان لحظه اي
5- درجه حرارت محل پيوند
انواع ديود :
ديود معمولي
ديود زنر
استاندارد ولتاژهاي زنر :
توان ديودهاي زنر
ضريب حرارتي ديود زنر
ديود نور دهنده يا LED
فتو ديود ( Photo Diode ) :
ديود خازني يا ديود واراكتور
ديود تونلي ( Tunnel Diode ) :
ديود اتصال نقطه اي ( Point Contact Diode )
تشخيص آند و كاتد و سالم بودن ديود :
تشخيص آند و كاتد و سالم بودن ديود با استفاده از اهم متر آنالوگ :
تشخيص آند و كاتد وسالم بودن ديود با استفاده از مولتي متر ديجيتالي :
نامگذاري ديودها
روش ژاپني
روش اروپايي
روش آمريكايي
جدول مشخصات ديود 1N4001 تا 1N4007

ديود چيست؟
ديودها از نيمه هادي هاي نوع N و P ساخته مي شوند . ( براي آشنايي با نيمه هادي ها ، به صفحه آشنايي با نيمه هادي ها از همين وب سايت مراجعه فرماييد ) . هرگاه دو كريستال نيمه هادي نوع N و P به هم اتصال يابند الكترونهاي آزاد نيمه هادي نوع N كه در نزديكي محل اتصال P–N قرار دارند به منطقه P نفوذ مي نمايند و با حفره هاي كريستال نوع P تركيب مي شوند و به اين ترتيب حفره هايي از بين مي روند و الكترونهاي آزاد به صورت الكترون هاي ظرفيت درمي آيند . عبور يك الكترون از محل اتصال سبب ايجاد يك جفت يون مي شود زيرا وقتي الكتروني از ناحيه N به ناحيه P وارد مي شود در ناحيه N يك اتم پنج ظرفيتي الكتروني را از دست داده و به يون مثبت تبديل مي شود و در مقابل ، در ناحيه P يك اتم سه ظرفيتي الكتروني را دريافت مي كند و به يون منفي تبديل مي شود . به اين ترتيب در اثر عبور تعداد زيادي الكترون از محل اتصال نيمه هادي ها ، در محل پيوند تعداد زيادي يون مثبت و منفي ايجاد مي شود . اين يون ها در كريستال ثابت هستند زيرا به علت پيوند كووالانس بين الكترونهاي اتم ها ، نمي توانند مانند الكترونهاي آزاد حركت كنند . بنابراين در محل پيوند ناحيه اي به نام لايه تخليه به وجود مي آيد كه در آن حامل هاي هدايت الكتريكي يعني الكترونها و حفره ها وجود ندارند . به ناحيه تخليه ، ناحيه سد هم گفته مي شود . يون هاي مثبت و منفي در ناحيه تخليه سبب ايجاد ميدان الكتريكي مي شوند . اين ميدان الكتريكي با عبور الكترونهاي آزاد از محل اتصال مخالفت مي كند . هرگاه ميدان ايجاد شده به حدي برسد كه مانع عبور الكترون از محل اتصال گردد حالت تعادل به وجود مي آيد و به اين صورت ديود كريستالي ساخته مي شود . ولتاژ ايجاد شده در ناحيه تخليه ، پتانسيل سد ناميده مي شود . در شكل (1) ساختمان ديود نمايش داده شده است .

شكل (1 (
در اين شكل يون هاي مثبت ومنفي در ناحيه تخليه و ميدان الكتريكي ايجاد شده بين يون ها و همچنين نيمه هادي هاي نوع N و P به خوبي نمايش داده شده است . در اين شكل دايره هاي سفيد رنگ ، بيانگر حفره ها و دايره هاي دنباله دار قرمز رنگ ، بيانگر الكترونهاي آزاد در حال حركت هستند . در ادامه مي خواهيم به بررسي اين موضوع بپردازيم كه اگر ولتاژي به دو سر اتصال P–N اعمال شود چه اتفاقي روي مي دهد .
باياس كردن اتصال P–N : هرگاه به دو سر اتصال P–N ولتاژي اعمال كنيم گوييم آن را باياس نموده ايم . باياس كردن اتصال P–N به دو صورت مستقيم و معكوس انجام مي گيرد .
باياس مستقيم ( Forward Bias ) : اگر قطب مثبت منبع تغذيه را به نيمه هادي نوع P و قطب منفي منبع تغذيه را به نيمه هادي نوع N وصل كنيم ، ديود را در باياس مستقيم يا موافق قرار داده ايم . در شكل (2) باياس مستقيم ديود نمايش داده شده است .

شكل (2)
هنگامي كه ميدان الكتريكي ناشي از منبع تغذيه ، ميدان الكتريكي پتانسيل سد را خنثي مي كند ، منطقه تخليه و پتانسيل سد از بين مي رود و الكترونهاي كريستال N به سمت محل پيوند رانده مي شوند . اين الكترونها وارد كريستال نوع P شده و در اثر تركيب با حفره ها به الكترون ظرفيت تبديل مي شوند . الكترونهاي ظرفيت از حفره اي به حفره ديگر مي روند تا به انتهاي كريستال و سرانجام به قطب مثبت منبع تغذيه مي رسند . چنين به نظر مي رسد كه حفره ها در كريستال نوع P در خلاف جهت حركت الكترونها حركت مي كنند و جرياني را به وجود مي آورند ، در حالي كه عملاً آنها بدون حركت هستند . در باياس مستقيم ديود ، اگر ولتاژ دو سر ديود را به تدريج از صفر افزايش دهيم ، در ابتدا جريان كمي از مدار عبور خواهد كرد . همين كه ولتاژ دو سر ديود به حدود ولتاژ تماس پيوند P–N رسيد جريان شروع به افزايش مي نمايد . اين ولتاژ حدي را ولتاژ آستانه هدايت ديود مي گويند . در شكل (3) منحني مشخصه ولت – آمپر ديود در باياس مستقيم نمايش داده شده است .

شكل (3)
باياس معكوس ( Reverse Bias ) : اگر قطب مثبت منبع تغذيه را به كريستال نوع N و قطب منفي آن را به كريستال نوع P متصل كنيم ، ديود را در باياس معكوس يا مخالف قرار داده ايم . در شكل (4) باياس معكوس ديود نمايش داده شده است

شكل (4)

در اين حالت الكترونهايي از قطب منفي منبع تغذيه وارد نيمه هادي نوع P مي شوند و با حفره هاي مجاور ناحيه تخليه تركيب مي شوند و به اين ترتيب سبب افزايش عرض ناحيه تخليه در نيمه هادي نوع P مي شوند . همچنين در نيمه هادي نوع N ، الكترونهاي اطراف ناحيه تخليه جذب قطب مثبت منبع تغذيه مي شوند و آن نواحي از الكترون تهي مي شود و به اين ترتيب در نيمه هادي نوع N نيز عرض ناحيه تخليه افزايش مي يابد . با افزايش ناحيه تخليه ، پتانسيل سد نيز افزايش مي يابد و اين افزايش پتانسيل سد آنقدر ادامه مي يابد تا پتانسيل سد با ولتاژ منبع تغذيه برابر شود و پس از آن عرض ناحيه تخليه ثابت خواهد ماند . علت اين امر اين است كه زماني كه پتانسيل سد با ولتاژ منبع تغذيه برابر مي شود در نيمه هادي نوع N ، نيروي دافعه بين يون هاي منفي و الكترونهاي قطب منفي منبع تغذيه مانع نزديك شدن اين الكترونها به ناحيه تخليه مي شود و در نتيجه عرض ناحيه تخليه در اين نيمه هادي ثابت مي ماند . همچنين در نيمه هادي نوع P نيز ، نيروي جاذبه بين يون هاي مثبت و الكترونهاي اطراف ناحيه تخليه ، مانع دور شدن اين الكترونها از اين نواحي مي شود و در نتيجه در اين نيمه هادي نيز عرض ناحيه تخليه ثابت مي ماند .