منوهای نصب در پنل مدیریت

الکترونیک عمومی بخش هفتم (نیمه هادی ها)

مقدمه

لورم ایپسوم متن ساختگی با تولید سادگی نامفهوم از صنعت چاپ و با استفاده از طراحان گرافیک است. چاپگرها و متون بلکه روزنامه و مجله در ستون و سطر آنچنان که لازم است.

فهرست

  • نیمه هادی​
  • بایاس نیمه هادی
  • بایاس مستقیم
  • بایاس معکوس
  • نام گذاری نیمه هادی
  • دیود
  • بایاسینگ دیود
  • تست دیود
  • دید زنر
  • تست دیود زنر
  • دیود نورانی
  • دیود ورکتور
  • دیود مادون قرمز

نیمه هادی

نیمه هادی به موادی گفته می‌شود که خاصیتی ما بین رساناها و عایق‌ها دارند، یعنی نه به خوبی مواد رسانا، جریان الکتریکی را از خود عبور می‌دهند و نه مانند مواد عایق، کاملا از عبور آن جلوگیری می‌نمایند. به همین علت به آن‌ها نیمه هادی می‌گویند.

نیمه هادی در طبیعت به استناد از جدول مندلیف عبارت است از عناصری که در لایه آخر کوالانسی خود دارای 4 الکترون می باشد ، این عناصر عبارتند از : ژرمانیوم ، سیلسیوم ، فسفر می باشد.این عناصر جزء عناصر فعال می باشند ، یعنی برخلاف عناصری مثل سلف ،خازن،مقاومت نیاز به ولتاژ راه اندازی دارند که به این ولتاژ بایاس می گویند.

بایاس نیمه هادی

وصل کردن ولتاژ به نیمه هادی را بایاس کردن نیمه هادی  می گویند .

بایاس مستقیم

اگرنیمه هادی نوع p به قطب مثبت باتری و نیمه هادی نوع n به قطب منفی باتری وصل شود و ولتاژ از پتانسیل سد دیود بیشترباشد ، در مدار جریان بر قرار خواهد شد .(بایاس مستقیم)

بایاس معکوس

اگر قطب مثبت باتری به نیمه هادی نوع n وصل شود و قطب منفی باتری به نیمه هادی نوع p وصل شود ، جریانی در مدار نخواهیم داشت.(بایاس معکوس هدایت صورت نمی گیرد)

نام گذاری نیمه هادی

تمام نیمه هادی های ساخته شده مثل نزیستورها ، دیودها ، آی سی ها به سه روش نامگذاری می‌شوند:

با علامت اختصاری 2S، استاندارد ژاپنی را نشان می‌دهد (2SC945,2SC558,2SD840,… )

لازم به ذکر است که در بازار، این علامت بر روی نیمه‌ هادی‌ها نوشته نمی‌شود و فقط به صورت مقابل بروی آن‌ها نوشته می‌شود (C945,C558,D840,.. )

علامت اختصاری 2N مربوط به استاندارد آمریکایی می‌باشد (2N3055,2N2955,2N5401,2N5551,..)

و در استاندارد اروپایی از ترکیب حروف لاتین استفاده می‌شود (BC108,BC109,BD140,LM324,.. )

   دیودهاییمانند1N4007,1N4148,1N5704 که با علامت اختصاری 1N شروع می‌شوند در استاندارد آمریکایی نامگذاری شده و دیودهایی که با 1S شروع مي شوند در استاندارد ژاپنی نامگذاری شده‌اند:1S1555,1S1843

و ترکیبی از حروف را نیز در نامگذاری اروپایی خواهیم داشت:  BYZ91C30,BYZ55C3.3,..

نکته: بهترین راه شناسایی نیمه هادی‌ها استفاده از کتاب نیمه هادی و یا نرم افزارهای معروف و بهتر از همه اینترنت می باشد.(WWW.Datasheet4u.com )و یا می توان  در Google با نوشتن کد نیمه هادی از مشخصات آن اطلاع کسب کرد. مثل      BYZ91C30.PDF  

در شکل 16، دیود V7501 ولتاژ خروجی آی سی شارژ را به سر باطری هدایت می‌کند و هم‌چنین به عنوان حفاظت در برابر برگشت ولتاژ به طرف آی سی شارژ نیز عمل می‌کند. 

شکل 16

در شکل 17 دیود v2000 یک دیود زنراست كه برای حفاظت مدار در برابر اضافه ولتاژ ناگهانی که امکان دارد از طریق آداپتور وارد مدار شارژ شود، استفاده مي‌شود. در صورت خرابی این دیود مسیر مثبت و منفی به هم متصل شده و در نتیجه باطري توسط گوشي شارژ نمي‌شود. (اگر آداپتور از نوع ترانسفورمتري باشد و مدت زیادی در این وضعیت بماند امکان سوختن آداپتور وجود دارد.)

شکل17

نکته : یکی از مهمترین پارامترها در تعمیرات ،توجه به کد فنی نیمه هادی در موقع تعویض است.در صورتی که کد فنی نیمه هادیها یکسان نباشد استفاده از آن منوط به مطالعه مشخصات فنی نیمه هادی است که از لحاظ نوع نیمه ها دی ، ولتاژ ، جریان ، فرکانس ، ترتیب پایه ها یکسان باشد.

براي شناسايي نیمه هادی‌ها از شماره‌ی فنی که بر روی آن نوشته شده است، استفاده می‌کنند.

دیود

دیود ساده‌ترین  نیمه هادی است.

دیود؛ فقط در یک جهت به جریان اجازه‌ی عبور می‌دهد. دیود؛ دارای دو پایه است. یکی مثبت، که به آن آند و دیگری منفی که به آن کاتد می‌گویند. جهت عبور جریان، از آند به کاتد است.

علامت دیود

در مدار معمولا بر روی دو سر دیود7/.ولت افت ولتاژ به وجود می‌آید. البته میزان دقیق این ولتاژ بستگی به نوع دیود و جنس آن دارد. در اکثر مولتی‌مترها حالتی برای تست دیود وجود دارد. اگر مولتی‌متر را در این حالت قرار داده و پروب مثبت را به آند و پروب منفی را به کاتد وصل نمایید، تقریبا عدد7/.را نمایش خواهد داد. حال اگر جای پروب‌ها را عوض نمایید، عدد یک که نشانگر اتصال باز است، نشان داده می‌شود. در غیر این صورت، دیود صدمه دیده است. دیود؛ معمولا در اثر عبور جریان زیاد در بایاس مستقیم و یا اعمال ولتاژ زیاد در بایاس معکوس صدمه می‌بیند.

دیود در مدارهای SMD به رنگ سیاه با یک خط طوسی که بیانگر جهت منفی یعنی همان کاتد می‌باشد استفاده مي‌شود، هم‌چنين در بعضی از گوشی‌ها این المان، چهارپایه و به صورت پروتکتور (براق) دیده می‌شود.

بایاسینگ دیود

هرگاه قطب منفی یک منبع DC به کاتد دیود و قطب مثبت منبع به آند دیود وصل شود مي‌گویند: دیود در بایاس مستقیم است. در این حالت با اعمال ولتاژ در حدود 0.7v برای دیودهای سیلیسیمی و در حدود 0.2v برای دیودهای ژرمانیومی؛ ناحیه‌ی سد شکسته شده و دیود هدایت خواهد کرد.

اگر ديود برعکس حالت فوق (قطب منفي منبع به آند و مثبت منبع به كاتد) در مدار قرار گیرد مي‌گویند: دیود در باياس معکوس قرار گرفته و روشن نخواهد شد.

تست دیود

مولتی متر را در رنج دیود قرار داده و سپس پراپ منفی را به پایه کاتد(-) و پراپ مثبت را به پایه آند(+) اتصال دهید باید عددی بین 200 تا 800  نشان دهد و سپس جهت پراپها را تعویض کنید باید عدد 1 (بینهایت)نشان دهد. در صورت صفر یا بوق زدن مولتی متر دیود خراب است.

دیود زنر

دیود زنر نوعی دیود است که برای تثبیت ولتاژ از آن استفاده می‌شود. برخلاف دیود معمولی که در بایاس مستقيم از آن استفاده می‌شود، از دیود زنر در بایاس معكوس استفاده می‌شود. دیودهای زنر بر اساس ولتاژ کاری آنها مشخص می‌شوند. رفتار دیود زنر در بایاس معکوس به گونه‌ای است که ولتاژ دوسرش به ازای جریان‌های مختلف ثابت می‌ماند. به همین علت از آن برای تثبیت ولتاژ استفاده می‌شود.

تست دیود زنر

مولتی متر را در رنج دیود قرار داده و سپس پراپ منفی را به پایه کاتد(-) و پراپ مثبت را به پایه آند(+) اتصال دهید باید عددی بین 200 تا 800  نشان دهد و سپس جهت پراپها را تعویض کنید باید عدد 1 (بینهایت)نشان دهد. در صورت صفر یا بوق زدن مولتی متر دیود خراب است.

دیود نورانی

علامت دیود نورانی

تست دیود نورانی

مولتی متر را در رنج دیود قرار داده و سپس پراپ منفی را به پایه کاتد(-) و پراپ مثبت را به پایه آند(+) اتصال دهید LED  روشن می شود.

دیود ورکتور

دیود ورکتور(Varactor Diode) نوعی دیود است که علاوه بر خاصیت دیودی، خاصیت خازنی نیز دارد و اندازه‌ی خازن آن با میزان ولتاژ دو سرش تغییر می‌کند. از این نوع دیود بیشتر در مدارهای رادیویی و نوسان‌سازها استفاده می‌شود.

 دیود خازنی مانند یک دیود معمولی است و از دو قطعه نیمه هادی نوع N P که معمولاً از جنس سیلیسیم ساخته می شود . در یک دیود معمولی بایاس نشده یک ناحیه تخلیه ایجاد می شود . اگر نیمه هادی های نوع N و P را به عنوان دو هادی و ناحیه تخلیه را به عنوان عایق بین دو هادی در نظر بگیریم ، مجموعه دیود را می توان به عنوان یک خازن در نظر گرفت . حال اگر دیود را در بایاس معکوس به کار ببریم عرض ناحیه تخلیه بیشتر می شود و عایق بین دو نیمه هادی نیز افزایش می یابد و در نتیجه ظرفیت خازنی آن کمتر می شود . بنابراین می توان با تغییر مقدار ولتاژ معکوس ، ظرفیت خازنی دیود واراکتور را تغییر داد . بنابراین دیود خازنی همیشه در بایاس معکوس قرار می گیرد . در شکل (18) تصویری از یک دیود خازنی و در شکل (19) علامت اختصاری آن نمایش داده شده است

شکل 18
شکل 19

دیود خازنی اندکی با دیود معمولی تفاوت دارد . اولاً جریان اشباع معکوس آن فوق العاده کم است و ثانیاً سطح دو نیمه هادی را طوری انتخاب می کنند که حداکثر ظرفیت خازنی 2.5  نانوفاراد  باشد . رایج ترین دیودهای خازنی دارای ظرفیت 300 پیکوفاراد  هستند . از این دیودها در مدارات رادیو و تلویزیون به عنوان خازن متغیر استفاده می شود زیرا دارای حجمی بسیار کم ، ظریف و محکم می باشند . در شکل زیر منحنی تقریبی ظرفیت خازنی دیود خازنی نسبت به ولتاژ معکوس دو سر آن نمایش داده شده است .

همانطور که در این شکل مشاهده می کنید با افزایش ولتاژ معکوس دو سر دیود خازنی ، ظرفیت خازنی آن کاهش می یابد.

دیود مادون قرمز

این دیود نیز مانند LED نور منتشر می‌کند ولی چون نور این دیود مادون قرمز است، با چشم دیده نمی‌شود. از این دیود برای ارسال و دریافت اطلاعات استفاده می‌شود. موارد كاربرد ديود مادون قرمز عبارتند از:

کنترل تلویزیون

اینفرارد موبایل

حداکثر پهنای باند 9.6KB/S می باشد.ارتباط دو دستگاهی که دارای اینفرارد می باشد بصورت دید مستقیم است و در یک فاصله کوتاهی امکان پذیر است.

آوریل 9, 2022

0 پاسخ به "الکترونیک عمومی بخش هفتم (نیمه هادی ها)"

ارسال یک پیام

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

طراحی شده توسط آریا وردپرس