_ بخش دیود سیگنال «دیود پَسیو شده شیشه ‌ای»

دیود های سیگنال (Signal Diode) برای کاربردهای فرکانس بالا یا کاربردهای سوئیچینگ 

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)



نکته : توان و درجه جریان دیودهای سیگنال حداقل است - معمولاً به ترتیب 500 و 150 میلی آمپر. دیودهای سیگنال برای کاربردهای فرکانس بالا یا کاربردهای سوئیچینگ که شامل شکل موج پالس کوتاه هستند، بهترین عملکرد را برای مدار جریان و فرکانس و  جهت همسان سازی مدارات سوئیچینگ فرکانس بالا مناسب هستند.

دیودهای تماس نقطه ای در ساخت و ساز کمی متفاوت هستند. یک دیود تماس نقطه ای با ایجاد یک اتصال PN بین یک سیم طلا یا تنگستن و یک ماده ژرمانیوم نوع n ساخته می شود. سیم طلایی اجازه عبور جریان بالا را از محل اتصال می دهد. دیودهای تماس نقطه‌ای برای تشخیص سیگنال‌های فرکانس بالا استفاده می‌شوند، زیرا این دیودها دارای ویژگی مسدود کردن سیگنال‌های DC در هنگام عبور از فرکانس بالا AC هستند.تقریباً همه دیودهای سیگنال یا سیلیکون یا ژرمانیوم هستند اما هر دو نوع از نظر مشخصات کمی متفاوت هستند. دیود سیلیکونی مقاومت معکوس بالایی دارد، در حالی که دیود ژرمانیومی مقاومت معکوس کمتری دارد. ولتاژ قطع یک دیود سیلیکونی 0.6 تا 0.7 ولت و یک دیود ژرمانیوم 0.2 تا 0.3 ولت است. دیودهای سیلیکونی مقاومت رو به جلو پایین تری دارند که اجازه می دهد تا پیک های بالایی از جریان رو به جلو و ولتاژ معکوس داشته باشد. نماد دیودهای سیگنال همان دیود عمومی است.



دیود زمانی که جریان مثبت به آند اعمال می شود جریان را هدایت می کند و منبع تغذیه منفی به کاتد اعمال می شود. اگر ولتاژ در جهت معکوس اعمال شود، دیود هر جریانی را مسدود می کند. در حالت ایده آل، یک دیود سیگنال باید به طور کامل سیگنال منفی را مسدود کند. اگر پیک سیگنال منفی فراتر از ولتاژ زنر دیود سیگنال باشد، باید شکسته شود و ممکن است برای همیشه آسیب ببیند. بنابراین، انتظار می رود که یک دیود سیگنال به عنوان یک شیر یک طرفه کامل برای سیگنال های الکترونیکی با فرکانس بالا کار کند. سیگنال مثبت باید بالاتر از ولتاژ زانویی دیود باشد تا در سراسر کاتد دیود قابل مشاهده باشد. معمولاً مدارهای ارتباطی و سوئیچینگ در سیگنال های 4 ولت و بالاتر کار می کنند. بنابراین، افت ولتاژ 0.3 ولت برای دیود ژرمانیوم یا 0.7 ولت برای دیود سیلیکون تأثیر ناچیزی بر سطوح سیگنال خروجی دارد.



دیود های سیگنال کوچک به صورت دیودهای PN با ناحیه اتصال کوچک ساخته می شوند. ناحیه اتصال کوچکتر به دیود ظرفیت اتصال کمتری می دهد. این همچنین زمان بازیابی معکوس دیود را به چند نانوثانیه یا کمتر کاهش می دهد. ظرفیت اتصال کوچک و پاسخ سریع دیود را برای کاربردهای فرکانس بالا مناسب می کند. ساده ترین ساخت یک دیود سیگنال، تزریق سیلیکون نوع p به سیلیکون نوع n است. با این حال، ساخت و ساز ساده دارای مشخصات کمتر قابل پیش بینی است.



دیود های سیگنال اغلب برای قطع کردن سیگنال های AC استفاده می شوند. یک یا چند دیود سیگنال می تواند برای قطع کردن سیگنال ورودی استفاده شود. یک دیود سیگنال می تواند فقط یک سیکل مثبت یا فقط یک سیکل منفی را قطع کند. استفاده از دو دیود سیگنال می تواند هر دو چرخه سیگنال AC ورودی را قطع کند. اگر به موازات پورت ورودی متصل شود، دیود سیگنال سیگنال قطع شده را در شرایط بایاس رو به جلو دور می زند. سیگنال خروجی قطع نشده برای دوره بایاس معکوس دیود به دست می آید. اگر هر دو چرخه با استفاده از دیودهای سیگنال شکل گرفته باشند، دو دیود سیگنال در پیکربندی مخالف به مدار متصل می شوند. بنابراین، یک دیود در یک چرخه و دیگری در چرخه دیگر موج AC کار می کند. دیود سیگنال در صورت اتصال سری به سیگنال ورودی، سیگنال قطع نشده را دور می زند. اگر پیک ولتاژ سیگنال AC زیاد نباشد، ولتاژ پیشروی دیود می تواند تأثیر قابل توجهی بر شکل دهی موج داشته باشد.


پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)

دکترایِ  تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک