شکست دو سویه ولتاژ (surface - barrier diode) در ساختار دیود (برق _ الکترونیک)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
نکته: دیود با استفاده از لایه های سطح نازک ، یا با رسوب فیلم های فلزی و یا با انتشار سطح ، تشکیل می شود تا به عنوان یک اتصال (اصلاح ولتاژ دو سویه) در مدارات الکترونیکی استفاده شود.
دیود در مدارات الکترونیکی به عنوان یک اِلمان یکسو کننده می تواند تا حدی تخلیه شود (لایه ورودی غیرفعال) ، کاملاً تخلیه شده (بدون لایه غیرفعال) ، یا بیش از حد تخلیه شده است. دیود در عملکرد شکست دو سویه ولتاژ (surface - barrier diode) پتانسیل کاربردی بالاتر از مقدار مورد نیاز برای کاهش کل آشکار ساز های مانع سطح و یکسو کننده عمدتا برای تخلیه ولتاژ اضافی نیز در مدارات الکترونیکی را دارد و به کار میرود.
به لحاظ الکتریکی، یک دیود، هنگامی جریان را از خود می‌گذراند که با برقرار کردن ولتاژ (بایاس کردن) در جهت درست (+ به آنُد و - به کاتُد؛ که به آن بایاس مستقیم می گویند)، آمادهٔ کار شود. مقدار ولتاژی که باعث می شود تا دیود شروع به هدایت جریان الکتریکی کند، ولتاژ آستانه یا (threshold voltage) نامیده می شود که چیزی حدود ۰٫۶ تا ۰٫۷ ولت (برای دیود های سیلیکون) و ۰٫۲ تا ۰٫۳ ولت (برای دیود ژرمانیوم) است.اما هنگامی که ولتاژ معکوس به دیود متّصل شود، (+ به کاتُد و - به آنُد؛ که به آن بایاس معکوس می گویند) جریانی از آن نمی گذرد؛ مگر جریان بسیار کمی که به «جریان نشتی» معروف است و در حدود چند میکرو آمپر یا حتی کمتر است. این مقدار جریان معمولاً در اغلب مدار های الکترونیکی قابل چشم پوشی است و تأثیری در رفتار سایر المان های مدار نمی گذارد.
دیود نوع دیگری از المان های نیمه هادی است اما این مزیت است که افت ولتاژ دیود در مدار رو به جلو است شکست دو سویه ولتاژ (surface - barrier diode) در ساختار دیود کاربرد های مفیدی از اصلاح ، تهویه سیگنال و سوئیچینگ به دروازه های منطق TTL و CMOS دارند که بیشتر به دلیل کم بودن قدرت و سرعت سریع سوئیچینگ آنها هستند. دیود های اتصال PN با پیوستن به یک ماده p و نوع نیمه هادی از نوع n شکل می گیرند و امکان استفاده از آن به عنوان وسیله اصلاح ولتاژ و جریان را می دهند ، و وقتی حرکت روبه جلوی جریان دیود (Forward Biases) و ناحیه تخلیه بسیار کاهش می یابد اجازه می دهد جریان از طریق آن جریان یابد. در جهت رو به جلو ، و هنگامی که معکوس معکوس شود منطقه کاهش جریان مسدود کننده جریان افزایش می یابد. بنابراین رابطه ولتاژ جریان (منحنی مشخصه) یک دیود اتصال پی.ان.وی معمولی تحت تأثیر مقدار مقاومت اتصال است. به یاد داشته باشید که دیود pn-اتصالی وسیله ای غیرخطی است ، بنابراین مقاومت DC آن با ولتاژ بایوسینگ و جریان موجود در آن متفاوت خواهد بود.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )