دیود از جمله قطعات نیمه هادی است که در مدار الکترونیکی آیفون تصویری است و در برد صدا، برد تغذیه،  برد تصویری و..  استفاده زیادی دارد. دیود بسیار کارامد بوده و جریان الکتریکی را تنها از یک جهت عبور می‌دهد و در طرف دیگر، با ایجاد مقاومت بسیار بالا از عبور جریان الکتریکی جلوگیری می‌کند. لازم به ذکر است که این قطعه در کنار خازن، ترانزیستور و مقاومت از اجزاء اصلی یک مدار الکترونیکی به شمار می‌رود. با آنکه ساختار انواع دیود ساده است اما تحول عظیمی را ایجاد کرده‌اند.

دیود از دو پایه n  و p بهره‌مند بوده و جنس آن از سیلیسیم یا ژرمانیوم ساخته شده است کاربرد این دو پایه نیز برای عبور جریان می‎باشد. کریستال نیمه هادی استفاده شده در پایه p. از بار الکتریکی مثبت و کریستال نیمه هادی n. از بار الکتریکی منفی بهره‌مند بوده و با متصل کردن جریان به دیود به طور صحیح، میتوان آن را آماده به کار کرد. نا گفته نماند ولتاژ آستانه  به حداقل ولتاژی گفته می‌شود که برای آغاز کار دیود استفاده می‌شود.

دیود می‌تواند، روی قطعات حساس نقش تثبیت کننده ولتاژ هم باشد. از سویی دیگر پل دیود قطعه‌ای است که از 4 تا 6 دیود معمولی تشکیل شده و به آن پل دیودی یا یکسوساز نیز می‌گویند. پل دیود، یکسوسازی جریان متناوب را بر عهده دارد به این صورت که این قطعه می‌تواند جریان متناوب AC را به جریان مستقیم DC تبدیل کند. انواع پل دیود شامل: پل دیود گرد، مربعی، طرح آی سی، شانه‌ای، پل دیود تک فاز و سه فاز می‌باشند.

افت ولتاژ در دیودها چیست و چه کاربردی در تعمیرات دارند؟

گفتنی است که تمام دیودها با هر خاصیت و هر نامی دارای یک اهم در مدار هستند؛ فرض کنید یک شیر یک‎طرفه در تأسیسات که حرکت آب یک دریچه را به عقب میراند در برابر حرکت جریان آب دارای یک مقاومت است. در الکترونیک مطابق با قانون سری مقاومت‌ها، وقتی یک مصرف کننده و یک مقاومت به صورت سری با یکدیگر قرار می‌گیرند، ولتاژ منبع تغذیه بین این دو المان تقسیم می‌شود. یعنی مقاومت دیود باعث کم شدن ولتاژ در مصرف کننده می‌شود. به عنوان مثال: اگر از یک دیود یکسوساز نوع  PN  در مدار با ولتاژ 5 ولت استفاده کنیم اختلاف ولتاژ در قبل و بعد دیود زیاد خواهد شد. مطابق با قانون افت ولتاژ هرچقدر مقدار ولتاژ افزایش یابد افت ولتاژ کم خواهد شد.

معرفی انواع دیود

دیودها دارای انواع متفاوتی بوده و هر یک از آنها بر اساس ویژگی‌هایی که دارد در بردهای الکترونیکی به کار می‌روند در ادامه انواع دیود و کاربردهای آنها را به زبان ساده توضیح می‌دهیم اما مهمترین دیودها که در تمام بردهای الکترونیکی دیده می‌شوند را با ذکر مثال بررسی می‌کنیم.

دیود پیوند PN

دیود یکسوساز کننده

دیود شاتکی

دیود نورانی

دیود لیزر

دیود SBR

دیود شاکلی

دیود تونلی

دیود TVS

دیود بهمنی

فوتر دیود

دیود زنر

دیود سیگنال کوچک

دیود سیگنال بزرگ

دیود پیوند PN چیست؟

دیود پیوند PN یکی از انواع دیود است که متشکل از دو نیمه هادی است که نوع P در یک سمت و نوع N در سمت دیگر قرار دارند خاصیت این نوع دیود یکسوسازی بوده و به عنوان دیود یکسوساز کاربرد دارد. این دیود در ولتاژهای پایین افت زیادی دارد و بهتر است در ولتاژهای بالای 14 ولت، جهت یکسوسازی به کار رود.

دیود یکسوساز چیست و چه کاربردی در الکترونیک دارد؟

در ادامه مبحث دیود چیست؟ باید بگوییم که همانطور که از اسم دیود یکسوساز (Rectifier Diode)  مشخص است کاربرد آن بیشتر در مدارات یکسو کننده مانند پل دیودی است. این نوع دیود دارای قدرت عبور جریان زیاد بوده اما در فرکانس‌های بالا عملکردی ندارد بلکه بیشتر برای حفاظت مدار از جریان معکوس در ورودی مدارات الکترونیکی کاربرد دارد.

دیود نورانی چیست و چه کاربردی دارد؟

دیود نورانی در واقع همان دیود یکسوساز است با این تفاوت که با قرار گرفتن در بایاس مستقیم و عبور جریان از آن، نور تولید می‌کند. دیودهای نورانی ابتدا جهت تشخیص کاربر برای درست یا اشتباه بودن مدار ساخته شدند، اما بعدها به عنوان یک منبع نوری برای تولید لامپ نیز استفاده می‌شدند. دیودهای نورانی در ولتاژهای پایین کاربرد دارند و قابلیت نصب آنها تنها در بایاس مستقیم در مدار است.

دیود لیزر چیست؟

یکی دیگر از انواع دیود، لیزر یا لیزری است که همان دیود نورانی می‌باشد؛ تنها تفاوتی که دارد این است که نور لیزری تولید می‌کند که کاربرد آن بیشتر در چشمی‌ دستگاه های CD , DVD می‌باشد؛ همچنین این لیزر در صنایع لیزری، رادیو و در اشاره‌گرها نیز استفاده می‌شود.

دیود شاتکی چیست؟

دیود شاتکی همان دیود یکسوساز در نوع بهینه‌تر است تنها فرق آن میزان اهم بسیار پایینی است که دارد که در ولتاژهای پایین افت ولت کمتری را مشاهده می‌کنیم. سرعت سوئیچ زنی این دیود بالا است و در فرکانس‌های افزایشی نیز عملکرد خوبی دارد پس اگر ولتاژ پایین و زیر 12 ولت در مدار دارید و به دنبال دیود مناسبی در بایاس مستقیم یا یکسوسازی هستید دیود شاتکی بهترین گزینه می‌باشد. به عنوان مثال: در تعمیر بردهای دارای میکرو و CPU مانند تعمیر برد ال‌سی‌دی، دیودهای شاتکی را داریم. این دیودها بیشتر در بردهای SMD  کدهایی نظیر SS14 یا SS24 دارند.

دیود SBR چیست؟

دیود SBR مخفف عبارت (Super Barrier Diode) است و همانند دیود یکسوساز می‌باشد و البته سرعت سوئیچ آن مانند دیود شاتکی بالا است و در فرکانس‌های بالا استفاده می‌شود. جریان نشتی معکوس این دیود پایین بوده و از آن به عنوان دیود فرکانس بالا نیز یاد می‌کنند. استفاده از این نوع دیود بیشتر در بردهای تغذیه سوئیچینگ، بعد از ایجاد فرکانس بالا توسط آی سی می‌باشد.

دیود TVS چیست؟ و چه کاربردی دارد؟

دیود TVS (Transient Voltage Suppression) یک دیود دو طرفه است که عملکرد آن در بایاس مستقیم همانند یک دیود یکسوساز معمولی است اما نقطه قوت این دیود در بایاس معکوس بوده که در برابر نوسانات شدید از برد محافظت می‌نماید. این دیود در نوسانات بالا، ولتاژ اضافی را با سرعت دفع کرده و به همین دلیل به عنوان دیود حفاظتی به کار می‌رود.

دیود زنر چیست و چه کاربردی دارد؟

یکی از معروف‌ترین و مهم‌ترین انوع دیود در الکترونیک دیود زنر است استفاده از این دیود بیشتر به عنوان تثبیت کننده ولتاژ بوده و کاربرد آن در قسمتهای تغذیه برد می‌باشد. این دیود وظیفه ساختن ولتاژهای متفاوت و نقش حفاظت ولتاژی و یا ثابت نگه دارنده ولتاژ آی‌سی‌های مهم را بر عهده دارد.

فوتو دیود چیست؟

فوتو دیود بر خلاف دیود نورانی که خود تولید کننده نور است وقتی به آن نور تابیده شود در داخل خود جریان الکتریکی ایجاد می‌نماید. این دیود در ساخت پنل های خورشیدی کاربرد دارد.

دیود سیگنال کوچک چیست؟

تولید این دیود نیز برای فراکانس‌های زیاد بوده و بیشتر در تعمیرگاه‌های رادیو و تلویزیون به چشم می‌خورد. از لحاظ ظاهری شبیه دیود زنر است و دارای روکش شیشه ای می‌باشد. کاربرد دیود فرکانس کوچک برای ولتاژهای پایین بوده و ظرفیت خازنی در آن بسیار کم است. سرعت سوئیچ این دیود بسیار بالا است به همین دلیل برای فرکانس های بالا بسیار ایده‌آل می‌باشد.

دیود تونلی چیست؟

دیود تونلی (Tunnel Diode)  یا دیود ایساکی یکی دیگر از انواع دیود است که برگرفته از نام سازنده آن (Leo Esaki) می‌باشد؛ این دیود به این دلیل به نام تونل زنی معروف است که در بایاس معکوس به الکترون‌ها اجازه گریختن می‌دهد. کارکرد آن تقریبا همانند دیود زنر است و بیشتر در صنایع ایسیلاتور و ماکروویو کاربرد دارد؛ همچنین در صنایع خاص مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سخن آخر

در جواب دیود چیست؟ گفتیم یک قطعه نیمه هادی است که در الکترونیک کاربرد زیادی دارد، احتمالاً در نقشه های الکتریکی آن را دیده یا هنگام مونتاژ برد smd و dip با این قطعه کار کرده ‌اید. این قطعه ساده و یکسو کننده جریان بوده که جریان الکتریکی از یک جهت آن عبور می‌کند اما عبور آن از جهت دیگرش امکان ندارد. ساختار آن از اتصال دو بلور از نوع p و n بوده و یکسو سازی جریان الکتریکی مهمترین کاربرد دیود است.

 وقتی دیود روشن است و جریان از آن عبور می‌کند، یک افت ولتاژ ثابت دو سر آن وجود دارد که با VD یا  Vɣ وی گاما، نشان داده می‌شود. مقدار این ولتاژ بسته به جنس دیود بوده و معمولا عددی ثابت است. خاصیت یکسوسازی دیود در مدارات منبع تغذیه شامل یکسو کننده‌های نیم موج و تمام موج و مدارات برش کاربرد دارد.

سؤالات متداول