الصمام الثنائي: التعريف ، الوظيفة ، النوع ، الرمز ، كيف يعمل

باختصار ، الصمام الثنائي هو أحد الأنواع المختلفة للأجهزة الإلكترونية المستخدمة كموصل للتيار الكهربائي ، المزيد عن الثنائيات ، انظر المراجعة أدناه.

تعريف الصمام الثنائي

الصمام الثنائي أو الصمام الثنائي هو مكون إلكتروني نشط مشتق من مواد أشباه الموصلات وله يعمل كأداة لتوصيل التيار الكهربائي في اتجاه واحد ولكنه يمنع التيار الكهربائي من الاتجاه المعاكس غير ذلك.

لذلك ، غالبًا ما تستخدم الثنائيات كمعدلات في الدوائر الإلكترونية.

تحتوي الثنائيات بشكل عام على قطبين أو طرفين ، وهما الأنود (+) والكاثود (-).

مبدأ العمل على الصمام الثنائي على أساس تقنية تقاطع أشباه الموصلات pn. بحيث يمكن أن يتدفق التيار من الجانب من النوع p (الأنود) إلى الجانب من النوع n (الكاثود) ولكن لا يمكنه تدفق التيار في الاتجاه المعاكس.

وظيفة الصمام الثنائي

فيما يلي بعض وظائف استخدام الصمام الثنائي ، بما في ذلك:

• كمستشعر حرارة ، على سبيل المثال في مكبر للصوت.
• كدائرة clamper يمكن أن توفر جزيئات DC إضافية لإشارات التيار المتردد.
• كجهاز استشعار للضوء ، بشكل عام ، يتم استخدام الصمام الثنائي للصور.
• استقرار الجهد الموجود على منظم الجهد.
• كمؤشر.
• بالنسبة لدائرة VCO أو دارة المذبذب ذات الجهد الكهربائي ، من الشائع استخدام الصمام الثنائي المتغير.
• لأدوات مضاعفة الجهد.
• للصمامات (التبديل) / السلامة.
• للمقوم.

أنواع الثنائيات

توجد أنواع عديدة من الثنائيات بوظائف مختلفة ، منها ما يلي:

1. فاراكتور ديود

الثنائيات من هذا النوع كثيرة وغالبًا ما تستخدم في أجهزة استقبال الراديو والتلفزيون في قسم إعدادات الصوت / الصوت.

2. زينر ديود

يختلف عن الأنواع الأخرى ، يمكن لهذا الصمام الثنائي أن يتدفق فقط التيار المباشر الذي يعمل كمثبت للجهد في الدوائر الإلكترونية.

يمكن أن تسمح ثنائيات زينر أيضًا بتدفق تيار كهربائي في الاتجاه المعاكس.

3. الصمام الثنائي المعدل (المعدل)

يعمل هذا النوع من الصمام الثنائي على تصحيح الجهد.

على سبيل المثال ، تريد تحويل جهد متناوب (AC) إلى جهد مباشر (DC).

تشمل وظائف الصمام الثنائي المعدل ما يلي:

• للحماية من قطبية معكوسة للغاية على مدخلات التيار المستمر.
• لتيار المعدل أو إشارة التيار المتردد.
• لأدوات القطع المستوى.
• لخفض الجهد.
• لأجهزة استشعار درجة الحرارة.

4. ديود PIN

يوجد في الصمام الثنائي PIN منطقة شبه موصلة جوهرية (بدون المنشطات) والتي تقع بين تقاطعي P و N.

يكون تأثير إضافة المنطقة الجوهرية عن طريق توسيع منطقة النضوب التي ستحد من حركة الإلكترونات وتستخدم لتطبيق الإشارات (التبديل).

5. الصمام الثنائي (انبعاث الضوء)

LED هو مؤشر ضوئي حيث يعمل هذا النوع من الصمام الثنائي كنقل إشارة ضوئية التي يتم تشكيلها ضمن مسافة معينة ومقرن دارة معزول إلكترونيًا مجموع.

6. الثنائيات الضوئية (الثنائيات الخفيفة)

يعمل الصمام الثنائي الضوئي لجهاز الاستشعار.

أمثلة: مستشعرات قياس الضوء وأجهزة الإنذار وقراءات الشريط المثقوب.

7. الثنائيات Gunn

الصمام الثنائي Gunn هو أحد أنواع الصمامات الثنائية التي لا تحتوي على وصلة PN ، ولكنها تتكون فقط من قطبين كهربائيين.

يمكنك استخدام هذا النوع من الصمام الثنائي لتوليد إشارات الميكروويف.

8. باريت ديود

الصمام الثنائي BARITT (Barrier Injection Transit Time) هو نوع من الصمام الثنائي يعمل على مبدأ الانبعاث الحراري.

تستخدم عادة لإنتاج إشارات الميكروويف بمستويات ضوضاء منخفضة.

9. ليزر ديود

ينتج الصمام الثنائي لليزر الضوء ، لكن الضوء الذي ينتجه هو ضوء متماسك.

يتم استخدامه عادةً في أجهزة قراءة الأقراص المضغوطة وأقراص DVD ومؤشر الليزر.

10. نفق ديود

الصمام الثنائي النفقي هو الصمام الثنائي الذي يعمل من خلال الاستفادة من إحدى ظواهر ميكانيكا الكم ، وهي النفق.

تُستخدم الوصلات النفقية أيضًا كمكونات في مكبرات الصوت أو المذبذبات أو خلاطات الإشارات ، خاصة بسبب سرعتها التي تتفاعل بها مع التغيرات في الجهد.

11. ديود مفرق PN

الصمام الثنائي PN Junction أو الصمام الثنائي العام هو شكل من أشكال الصمام الثنائي الذي يشيع استخدامه في السوق ، خاصةً كمقوم حالي.

12. جسر الصمام الثنائي

جسر الصمام الثنائي هو مكون يتكون من 4 صمامات ثنائية تعمل على ضبط اتجاه القطبية التيار المستمر الذي يخرج من الساق DC بحيث لا يكون هناك انعكاس للطور عندما يتم عكس مصدر طاقة التيار المتردد أو تبادله

في جسر الصمام الثنائي ، هناك 4 أطراف ، بما في ذلك: 2 طرفي تيار متردد لإدخال المصدر الحالي ، والمسامير 2 الأخرى كتيار تيار مستمر موجب وسالب.

13. الصمام الثنائي الخلفي

هذا النوع من الصمام الثنائي له طابع يشبه النفق ، مما يميزه عن كونه على جانب مخدر أقل من الجانب الآخر.

يمكن أن يؤدي هذا الاختلاف في ملف تعريف المنشطات إلى جعل الصمام الثنائي الخلفي له نفس طابع الجهد الحالي في حالة الرجوع إلى الأمام.

14. شوتكي الصمام الثنائي

يضاف الصمام الثنائي Schottky إلى المعدن في سطح العينة في مركز أشباه الموصلات.

تتميز بخصائص ممتازة في شكل جهد تنشيط منخفض ووقت استرداد قصير.

شائع الاستخدام للدائرة الإلكترونية عالية التردد. كما في أجهزة الراديو والبوابات المنطقية.

15. خطوة استعادة الصمام الثنائي

يحتوي جزء أشباه الموصلات من هذا النوع من الصمام الثنائي على مستوى منشطات يتناقص تدريجياً مع أدنى نقطة عند التقاطع.

يمكن أن يقلل هذا التعديل من وقت التبديل نظرًا لوجود شحنة أقل في منطقة التوصيل.

يتم استخدامه في الأجهزة الإلكترونية ذات التردد اللاسلكي.

أنواع الثنائيات

يوجد نوعان مختلفان من الثنائيات ، منها الثنائيات العامة والثنائيات الخاصة ، على النحو التالي:

1. الصمام الثنائي المشترك

الصمام الثنائي المشترك هو الصمام الثنائي المستخدم في الدوائر البسيطة ويعمل كمستوى / محدد للتيار الكهربائي.

يمكن أن تعمل الأنواع الشائعة من الثنائيات في العملية إذا أعطيت تيارًا متناوبًا أو مباشرًا.

التيار الكهربائي من خلال الصمام الثنائي ، سيتم تمرير بعضها إما الجهد الموجب أو الجهد السالب حسب كيفية تثبيته.

يتم تضمين عدة أنواع من الثنائيات في الصمام الثنائي العام ، وهي:

• صمام ثنائي السيليكون.
• المعدل الصمام الثنائي.
• ديود الجرمانيوم.
• كوبروك ديود.
• صمام ثنائي السيلينيوم.

2. ديود خاص

تعمل الثنائيات الخاصة ليس فقط كمحدد تسوية / محدد ، ولكن استخدامها يختلف بشكل كبير.

بعض استخداماته في أجهزة الاستشعار أو المقومات المتحكم بها أو غيرها.

يتم تضمين عدة أنواع من الثنائيات في الثنائيات الخاصة ، وهي:

• زينر ديود.
• الصمام الثنائي TRIAC.
• ديود DIAC.
• الثنائيات LED.
• الصمام الثنائي السعة.
• الصمام الثنائي الكهروضوئي (الصمام الثنائي للصور).
• الثايرستور ديود (SCR).

خصائص الصمام الثنائي

هناك نوعان من الخصائص الموجودة في الصمام الثنائي ، بما في ذلك ما يلي:

1. الصمام الثنائي في التحيز إلى الأمام

يعمل حرف الصمام الثنائي في هذا التحيز الأمامي على توفير جهد خارجي باتجاه طرف الصمام الثنائي.

إذا كان الأنود (+) متصلاً بالقطب الموجب للبطارية وكان الكاثود (-) متصلاً بالقطب السالب للبطارية ، فسيكون متحيزًا للأمام.

2. الصمام الثنائي في التحيز العكسي

يحدث الطابع المنحاز العكسي للديود عندما يتم توصيل القطب الموجب (+) بالقطب السالب والكاثود (-) متصلة بالقطب الموجب بحيث تكون كمية التيار المتدفق في دائرة التحيز العكسي أكثر صغير.

في هذه الشخصية ، يوجد تيار أمامي مرتبط بالبطارية ذات جهد كهربائي ليس كبيرًا وكبيرًا جدًا ، لأنه لن يزداد.

ثم عندما تحدث عملية الاحتياطي ، لا يستطيع الصمام الثنائي توصيل الكهرباء لأن قيمة المقاومة كبيرة.

يوصى أيضًا بهذا الصمام الثنائي ألا يكون له جهد كبير وتيار يتجاوز الحد.

رمز الصمام الثنائي

الصورة أعلاه هي شكل بسيط من الصمام الثنائي. الرمز (+) يعني الإشارة إلى التدفق الإيجابي بالقطب الموجب ، بينما الرمز السالب (-) يعني الكاثود.

كيف تعمل الثنائيات

لتتمكن من توضيح مبدأ عمل الصمام الثنائي في عملية توصيل ومنع تدفق التيار الكهربائي ، إذن فيما يلي مثال أساسي للدائرة لتركيب واستخدام الثنائيات في الدائرة الإلكترونية.

كيفية قياس الثنائيات بمقياس متعدد

لمعرفة ما إذا كان الصمام الثنائي يعمل بشكل صحيح وفقًا لاستخدامه ، سيكون من الضروري قياس الصمام الثنائي باستخدام مقياس متعدد (مقياس AVO).

فيما يلي بعض الخطوات حول كيفية قياس الصمام الثنائي باستخدام 3 أنواع من المقاييس المتعددة ، بما في ذلك:

1. المتر التناظري

كيفية قياس الصمام الثنائي على مقياس متعدد تمثيلي:

1. اضبط موضع التبديل على الوضع أوم (ω) x1k أو x100.
2. ثم قم بتوصيل المجس الأحمر بطرف الكاثود (علامة الحلقة).
3. قم بتوصيل المجس الأسود بطرف الأنود.
4. اقرأ نتائج القياس على شاشة العرض المتعدد.
5. يجب أن تتحرك الإبرة الموجودة على شاشة العرض المتعدد إلى اليمين.
6. أدر المجس الأحمر إلى طرف الأنود والمسبار الأسود إلى طرف الكاثود (علامة الحلقة).
7. قراءة نتائج القياس هناك شاشة متعددة المقاييس.
8. يجب ألا تتحرك الإبرة.
   * إذا تحركت الإبرة ، فقد يكون الصمام الثنائي تالفًا.

2. جهاز رقمي متعدد (وظيفة أوم / مقياس أوم)

بشكل عام ، سيوفر استخدام مقياس رقمي متعدد قياسات لوظيفة الصمام الثنائي ، إذا لم يكن الأمر كذلك ، فيمكنك أيضًا قياس الصمام الثنائي بوظيفة أوم في مقياس رقمي متعدد.

كيفية قياس الصمام الثنائي على مقياس رقمي متعدد (وظيفة أوم / أومتر):

1. قمت بتعيين موضع المفتاح في وضع أوم ().
2. قم بتعليق المجس الأسود في طرف الكاثود (علامة الحلقة).
3. قم بتعليق المسبار الأحمر في طرف الأنود.
4. اقرأ نتائج القياس على شاشة العرض المتعدد.
5. يجب أن تعرض الشاشة قيمة معينة (مثال: 0.64 شهر).
6. أدر المسبار الأسود باتجاه طرف الأنود والمسبار الأحمر باتجاه الكاثود.
7. اقرأ نتائج القياس على شاشة العرض المتعدد.
8. قيمة المقاومة هي اللانهاية (اللانهاية) أو الدائرة المفتوحة.
   * إذا تم عرض قيمة معينة ، فقد يكون الصمام الثنائي قد تعرض للتلف.

3. جهاز رقمي متعدد (وظيفة الصمام الثنائي)

كيفية قياس الصمام الثنائي على مقياس رقمي متعدد (وظيفة الصمام الثنائي):

1. قمت بتعيين موضع موضع مفتاح الصمام الثنائي.
2. قم بتوصيل المجس الأسود بطرف الكاثود (علامة الحلقة).
3. قم بتوصيل المجس الأحمر بطرف الأنود.
4. ثم اقرأ نتائج القياس على شاشة العرض المتعدد.
5. يجب أن تعرض الشاشة قيمة معينة (مثال: 0.42 v).
6. أدر المسبار الأسود باتجاه طرف الأنود والمسبار الأحمر باتجاه الكاثود.
7. اقرأ نتائج القياس على شاشة العرض المتعدد.
8. لا توجد قيمة جهد في شاشة العرض المتعدد.
   * إذا ظهرت قيمة معينة ، فقد يكون الصمام الثنائي قد تعرض للتلف.

ملحوظة:

الشيء الذي يجب الانتباه إليه هو كيفية قياس الصمام الثنائي باستخدام مقياس متعدد تمثيلي أو رقمي مقلوب.

أنت تنتبه إلى موضع المسبار الأحمر (+) والمجس الأسود (-).

يمكن أيضًا استخدام طريقة القياس أعلاه لتحديد أي جزء طرفي هو الكاثود وأي جزء هو الكاثود أيهما هو الأنود إذا لم يعد بالإمكان رؤية علامة السوار المطبوعة على الصمام الثنائي أو تم محوها (ضائع)