Warning: Trying to access array offset on value of type bool in /home/disanoor/public_html/wp-content/plugins/elementor-pro/modules/dynamic-tags/tags/post-featured-image.php on line 36

Warning: Trying to access array offset on value of type bool in /home/disanoor/public_html/wp-content/plugins/elementor-pro/modules/dynamic-tags/tags/post-featured-image.php on line 36

Warning: Trying to access array offset on value of type bool in /home/disanoor/public_html/wp-content/plugins/elementor-pro/modules/dynamic-tags/tags/post-featured-image.php on line 36

Warning: Trying to access array offset on value of type bool in /home/disanoor/public_html/wp-content/plugins/elementor-pro/modules/dynamic-tags/tags/post-featured-image.php on line 36

آموزش ساختار داخلی دیود


Warning: Trying to access array offset on value of type bool in /home/disanoor/public_html/wp-content/plugins/elementor-pro/modules/dynamic-tags/tags/post-featured-image.php on line 36

آموزش ساختار داخلی دیود

اگر مقاله قبلی با موضوع نیمه هادی چیست را مطالعه نکردید و دیدگاهی نسبت به نیمه هادی ها ندارید همین ابتدای مقاله پیشنهاد می کنم که سری به مبحث نیمه هادی ها بزنید و بعد به خواندن این مقاله بپردازید. دیود پایه ای ترین قطعه الکترونیکی ساخته شده توسط نیمه هادی ها است که در ادامه به آموزش ساختار داخلی دیود میپردازیم.

با دانستن ساختار داخلی یک دیود، در هنگام استفاده در مدارات به راحتی می توانید بهترین و پایدارترین نوع آن هارا بسته به نیاز خود انتخاب کنید. دیود از اتصال دو نیم هادی نوع p و نوعn ساخته می شوند. زمانی که دو نیمه هادی نوع n ونوعp  به هم متصل می شوند، ناحیه ای تحت عنوان ناحیه تخلیه در مرز بین اتصال، به وجود می آید.

دو سر ناحیه تخلیه اختلاف پتانسیلی به وجود می آید که از حرکت الکترون ها و حفره ها به سمت نیمه هادی مقابل جلوگیری می کند و این بخش مهمی از ساختار داخلی دیود است. زمانی که به دیود ولتاژی اعمال گردد؛تنها در صورتی جریان الکتریکی از دیود می گذرد که ولتاژ مثبت به نیمه هادی نوع p و ولتاژ منفی به نیمه هادی نوع n متصل شده باشد. به عبارت دیگر دیود ایده آل تنها از یک جهت جریان الکتریکی را از خود عبور می دهد.

پیوند دو نیمه هادی نوع p و نوع n:

در ساختار داخلی دیود به دلیل اینکه تعداد الکترون های نیمه هادی نوع  n از نوع p بسیار بیشتر است و در مقابل، تعداد حفره های نیمه هادی نوع p نیز بسیار بیشتر از نوع n است؛در زمان اتصال این دو نیمه هادی به یکدیگر، الکترون های ناحیه n درون نیمه هادی نوع p و حفره های ناحیه p نیز درون نیمه هادی نوع n نفوذ می کنند. در نتیجه ی نفوذ الکترون ها به نیمه هادی نوع p ، در ناحیه n یون مثبت به وجود می آید و در مقابل نیز به دلیل نفوذ حفره به نیمه هادی نوع n ، در نیمه هادی نوع p یون منفی ایجاد می شود. این یون های باردار در نزدیکی پیوند دو نیمه هادی جای میگیرند.

پیوند دو نیمه هادی ناحیه تخلیه :

به دلیل جرم بسیار سنگین یون ها (نسبت به جرم الکترون ها و حفره ها) توانایی حرکت و خنثی کردن یکدیگر را ندارند؛ در نتیجه یک ناحیه با بار های مثبت و منفی جدا ازهم در مرز اتصال به وجود می آید. در ساختار داخلی دیود به این ناحیه که خالی از الکترون و حفره است و دارای یون های باردار می باشد ناحیه تخلیه یا ناحیه تهی گفته می شود.

در نتیجه در ناحیه تخلیه یک میدان الکتریکی بین بار های مثبت و منفی ایجاد میشد.  این میدان از سمت نیمه هادی نوع n به نیمه هادی نوع p است. این میدان الکتریکی از نفوذ الکترون ها و حفره ها به طرف مقابل جلوگیری می کند.

پتانسیل سد:

به اختلاف پتانسیل به وجود آمده توسط بار های مثبت و منفی  در دوسر ناحیه تخلیه، ولتاژیا پتانسیل سد گفته می شود. به عبارتی بدون اعمال هیچ ولتاژ بیرونی،این اختلاف پتانسیل بین دو نیمه هادی نوع  n  و نوع p  (یا همان دوسر ناحیه تخلیه)وجود دارد. این ولتاژ بسته به نوع نیمه هادی متغیر است.

به عنوان مثال دردیودی از نوع نیمه هادی ژرمانیوم این ولتاژ 0.2 ولت،در دیود سیلیسیوم 0.7ولت و در دیود گالیوم آرسناید 1.27 ولت می باشد. هرچه نیمه هادی دارای پتانسیل سد بیشتری باشد دیود در عملکرد خود پایدارتر خواهد بود. دیودها انواع مختلفی دارند اما هنگام استفاده از هر یک از آن ها باید به نوع نیمه هادی سازنده جهت پایداری آن در برابر دما و ولتاژ اعمالی و نحوه عملکرد در مدار دقت ویژه ای شود.

عبور جریان الکتریکی از دیود:

زمانی که به دو سر دیود اختلاف پتانسیل اعمال می شود که اصطلاحا به آن بایاس کردن دیود می گویند ؛جهت عبور جریان از دیود و یا به عبارت دیگر پلاریته ولتاژ اعمالی به دیود  بسیار حائز اهمیت است. از این رو دو حالت برای اعمال ولتاژ (بایاس کردن دیود)وجود دارد:

1. بایاس مستقیم:

دقت کنید در ساختار داخلی دیود بایاس مستقیم سر مثبت منبع تغذیه (ولتاژ مثبت) به نیمه هادی نوع p و سر منفی منبع به نیمه هادی نوع n متصل می شود. در این حالت اختلاف پتانسیل به وجود آمده در دوسر دیود مخالف پتانسیل سد بوده و آن را تضعیف می کند و عرض ناحیه تخلیه را کاهش می دهد.

اگر ولتاژ اعمالی خارجی به دیود به مقدار پتانسیل سد برسد و از آن فراتر رود، اصطلاحا سد ناحیه تخلیه را شکسته و راه را برای انتقال الکترون ها و حفره ها باز می کند. در این صورت با آزاد شدن الکترون ها و حفره ها دیود جریان الکتریکی را به راحتی از خود عبور می دهد.

بایاس مستقیم در دیود

2. بایاس معکوس:

همچنین در ساختار داخلی دیود، بایاس معکوس ،سر مثبت منبع تغذیه (ولتاژ مثبت) به نیمه هادی نوع n و سر منفی منبع به نیمه هادی نوع p متصل می شود. در این حالت اختلاف پتانسیل به وجود آمده در دوسر دیود، موافق پتانسیل سد بوده و آن را تقویت می کند و عرض ناحیه تخلیه را افزایش می دهد. در این صورت سد میان حرکت الکترون ها و حفره ها بزرگ تر شده و جریان الکتریکی از دیود عبور نخواهد کرد.

بایاس معکوس در دیود

در نتیجه دیود ایده آل تنها از یک طرف جریان را از خود عبور می دهد و از سمت مقابل مانند سد در برابر عبور جریان مقاومت می کند. از این رو کاربرد عام دیود یکسو کردن جریان الکتریکی است. در مقاله بعدی به توضیح عملکرد دیود ها در مدار و معرفی انواع دیود می پردازیم.

دیدگاه خود را در مورد این مقاله اعلام کنید ، کارشناسان ما آماده پاسخگویی به سوالات شما در این حوزه هستند.

هیچ داده ای یافت نشد

5 پاسخ

  1. میتونید نظرم را انتشارندین، شما قرار بود طرز ساخت را توضیح دهید، نه اینکه مطالب دیود یا نیمه هادی چیه از جای دیگه اقتباس کنید، وانتشار دهید.
    اگه خواسته باشید میتوانم طرز ساخت نیمه هادی خطی یا نواری را برایتان بفرستم که چطور روی یک تیکه شیشه (لام) دیود بسازید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دنبال چه چیزی میگردید ؟!