الديودات هي أجهزة كهربائية ذات طرفين تعمل كمفتاح ذو اتجاه واحد، تسمح بمرور التيار (نقل) في اتجاه واحد فقط. هذه الديودات مصنوعة من مواد شبه موصلات مثل
السيليكون،
الجرمانيوم، و
الجاليوم الأرسينيد.
يُشار إلى الطرفين في الديود باسم الأنود والكاثود. يمكن تصنيف عمل الديود إلى نوعين بناءً على الفرق الكهربائي (الطاقة الكامنة) بين هذين الطرفين:
إذا كان الجهد في الأنود أكبر من الكاثود، فإن الديود يعتبر في تحيز للأمام ويمكن أن يتدفق التيار.
إذا كان الجهد في الكاثود أكبر من الأنود، فإن الديود يكون في تحيز عكسي ولا يمكن أن يتدفق التيار.
أنواع مختلفة من الديودات تحتاج إلى جهود مختلفة.

جهد التحيز للأمام للديودات السيليكونية هو 0.7 فولت، بينما هو 0.3 فولت للديودات الجرمانيومية.
عند العمل مع الديودات السيليكونية، غالبًا ما يتم إشارة إلى الطرف الكاثودي بواسطة الشريط الأسود أو الداكن على أحد طرفي الديود، بينما يتم الإشارة إلى الطرف الأنودي عادةً بالطرف الآخر.
التصحيح أو تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر هو أحد التطبيقات الأكثر شيوعًا للديودات.
تستخدم الديودات في تطبيقات حماية القطب العكسي ومحميات النبضات لأنها تسمح بمرور التيار (عبور) في اتجاه واحد فقط وتمنع مرور التيار في الاتجاه الآخر.
يتم توضيح رمز الديود أدناه. تحت حالة التحيز للأمام، يشير رأس الأسهم (يشير) إلى اتجاه التيار التقليدي. أي أن الأنود مرتبط بالجانب p والكاثود بالجانب n.
ديود بسيط من نوع PN عن طريق تلقيح بلورة السيليكون أو الجرمانيوم بإضافة impurity pentavalent (أو) المانحة في جزء واحد و impurity trivalent (أو) القابلة للاستقبال في الجزء الآخر.

يمكن أيضًا تشكيل مفصل PN بتوصيل نصفي موصل من النوع P والنوع N معًا باستخدام عملية تصنيع معينة. الكاثود هو الطرف المتصل بالنوع N بينما الأنود هو الطرف المتصل بالنوع P.
في مركز البلورة، تشكل هذه التلقيحات مفصل PN.
التفاعل بين النصفين الموصلين من النوع N والنوع P هو العملية الأساسية خلف عمل الديود.
يتكون نصف الموصل من النوع N من عدد كبير من الإلكترونات الحرة وعدد قليل من الثقوب. بعبارة أخرى، في نصف الموصل من النوع N، تركيز الإلكترونات الحرة كبير بينما تركيز الثقوب منخفض للغاية.
في نصف الموصل من النوع N، يُشار إلى الإلكترونات الحرة باسم حاملات الشحنة الأغلبية، بينما يُشار إلى الثقوب باسم حاملات الشحنة الأقلية.
يتميز نصف الموصل من النوع P بعدد كبير من الثقوب بالنسبة لكمية الإلكترونات الحرة التي يحتوي عليها. تشكل الثقوب الغالبية العظمى من حاملات الشحنة في نصف الموصل من النوع P، بينما تمثل الإلكترونات الحرة فقط جزءًا صغيرًا من هذا النوع من حاملات الشحنة.
ديود متحيز للأمام
ديود متحيز للخلف
ديود غير متحيز (متحيز صفر)
عندما يتم تحيز الديود في الاتجاه الأمامي وتمر خلاله تيار، يكون هناك انخفاض صغير في الجهد عبر الديود.
الجهد الأمامي لدويدات الجرمانيوم هو 300 مللي فولت، وهو أقل بكثير من الجهد الأمامي لدويدات السيليكون، والذي يبلغ 690 مللي فولت.
الطاقة الكامنة عبر المواد من النوع p إيجابية، بينما الطاقة الكامنة عبر المواد من النوع n سلبية. المواد من النوع p لها طاقة كامنة إيجابية.

عندما يتم خفض جهد البطارية إلى الصفر تماماً، يقال إن الديودة متحيزة عكسياً. الجهد العكسي لدويدات الجرمانيوم هو -50(ميكرو أمبير) ميكرو أمبير، بينما الجهد العكسي لدويدات السيليكون هو -20(ميكرو أمبير) ميكرو أمبير. عندما يتم النظر عبر المادة من النوع p، تكون الطاقة الكامنة سلبية، ولكن عند النظر عبر المادة من النوع n، تكون الطاقة الكامنة إيجابية.
يُذكر أن الديودة تكون في حالة تحيز صفر عندما يكون الجهد المحتمل الذي يتم قياسه عبر الديودة صفر.
حماية ضد تدفق التيار في الاتجاه العكسي باستخدام الديودات
تستخدم الديودات غالباً في الدوائر التي تقوم بالتثبيت (دوائر التثبيت).
استخدام الديودات في دوائر الأبواب المنطقية
الديودات هي مكون شائع في دوائر القطع
أجهزة التحويل المكونة من الديودات
1). دويدة عكسية
2). دويدة BARITT
3). دويدة غان
4). ليزر ديود
5). ديود إصدار الضوء
6). فوتوديود
7). ديود PIN
8). ديود استعادة سريعة
9). ديود استعادة خطوة
10). ديود نفق
11). ديود تقاطع P-N
12). ديود زينر
13). ديودات شوتكي
14). ديودات شوكلي
15). ديود متغير السعة (أو) ديود متغير السعة
16). ديود انهيار
17). ديود تيار ثابت
18). ديودات ممزوجة بالذهب
19). ديودات حاجز فائق
20). ديود بيلتييه
21). ديود بلوري
22). شفاط ديود
23). ديود إشارة صغيرة
24). ديود إشارة كبيرة
هذا النوع من الديود يُعرف أيضًا باسم "ديود عكسي"، وهو لا يستخدم كثيرًا. الديود العكسي (العكسي) هو ديود توصيل PN، يعمل مثل الديود الأنفاق. النفق الكمي هو جزء مهم من كيفية تدفق التيار، خاصة في الاتجاه المعاكس. مع صورة الحزمة الطاقية، يمكنك رؤية كيف يعمل الديود بدقة.

الحزمة في المستوى الأعلى تسمى "حزمة التوصيل"، والحزمة في المستوى السفلي تسمى "حزمة القيمة". عندما يتم إضافة طاقة إلى الإلكترونات، يميلون للحصول على المزيد من الطاقة وتحركوا نحو حزمة التوصيل. عندما تنتقل الإلكترونات من حزمة القيمة إلى حزمة التوصيل، تترك فراغات في حزمة القيمة.
في حالة عدم وجود انحياز، تكون حزمة القيمة التي تحتلها معاكسة لحزمة التوصيل التي تحتلها. في حالة الانحياز العكسي، من ناحية أخرى، تتحرك المنطقة N لأعلى بينما تتحرك المنطقة P للأسفل. الآن، الحزمة الكاملة في القسم P مختلفة عن الحزمة الفارغة في القسم N. لذلك، تبدأ الإلكترونات في الانتقال من الحزمة الكاملة في القسم P إلى الحزمة الفارغة في القسم N بواسطة النفق الكمي.
وهذا يعني أن تدفق التيار يحدث حتى عندما يكون الانحياز في الاتجاه المعاكس. في حالة الانحياز الأمامي، تتحرك المنطقة N في نفس اتجاه المنطقة P، وهي للأعلى. الآن، الحزمة الممتلئة في القسم N مختلفة عن الحزمة الفارغة في القسم P. لذلك، تبدأ الإلكترونات في الانتقال من الحزمة الممتلئة في القسم N إلى الحزمة الفارغة في القسم P بواسطة النفق الكمي.
في هذا النوع من الديود، تتشكل منطقة مقاومة سالبة (-)، وهي الجزء الرئيسي من الديود الذي يجعله يعمل.
هذا النوع من الثنائيات يعرف أيضًا باسمه المطول، وهو ثنائي الحاجز للحقن والوقت الانتقالي أو ثنائي BARRITT. إنه مناسب لتطبيقات المايكروويف ويجعل مقارنات مختلفة مع ثنائي IMPATT الذي يستخدم بشكل أكثر شيوعًا.
استخدام الطاقة الحرارية هو ما يسبب الانبعاث من هذا النوع الخاص من الثنائيات. عند مقارنته بأنواع أخرى من الثنائيات، هذا النوع ينتج ضوضاء أقل بكثير.
الممزجات والمكبرات أو المتذبذبات هي بعض التطبيقات الممكنة لهذه الأجهزة نظرًا لقدرتها على الإشارة الصغيرة. يمكن استخدامها أيضًا في مجموعة متنوعة من الأجهزة الأخرى.
ثنائي نقطة P-N، المعروف أيضًا باسم ثنائي غان، هو نوع من الثنائيات وهو نوع من أجهزة شبه الموصلات يتكون من محورين. في معظم التطبيقات، يتم استخدامه لإنتاج إشارات المايكروويف.
المتذبذبات التي تم تطويرها من ثنائيات غان تستخدم حيثما يكون هناك حاجة للإرسال اللاسلكي.
يتم استخدامها أيضًا في المنظمات العسكرية. هذا الثنائي هو مكون أساسي لكل السرعومترات، حتى الأكثر بساطة. قد يجعل ثنائيات غان من السهل تضمين تقنية حساس فتح الباب في أنظمة الرصد الحديثة، والتي تعتبر حاجة في هذه الأنظمة. بالإضافة إلى ذلك، يُنصح باستخدام هذا الثنائي في دارات إنذار السرقة (الاقتحام).
نظرًا لأن ثنائي الليزر يولد ضوءًا متماسكًا، فإنه لا يعمل بنفس الطريقة التي يعمل بها الثنائي العادي للإضاءة LED. هذه الأنواع الخاصة من الثنائيات تجد استخدامًا واسعًا في مجالات مختلفة، بما في ذلك محركات الأقراص المدمجة وأجهزة تشغيل الأقراص الرقمية المرئية وأجهزة التأشير بالليزر المستخدمة في العروض التقديمية. رغم أن هذه الثنائيات تكون أقل تكلفة من أنواع أخرى من مولدات الليزر، إلا أن تكلفتها أعلى بكثير مقارنة بتكلفة الثنائيات LED. كما أنها لها عمر محدود.

يشير مصطلح الديود الباعث للضوء (أو) LED إلى أحد أنواع الديود الأكثر شيوعًا واستخدامًا على نطاق واسع. إذا تم ربط الديود بحيث يكون له تحيز تقدمي، فسوف يمر التيار عبر الوصلة، مما يؤدي إلى إنتاج الضوء. هناك العديد من الاختراقات الجديدة في تقنية LED التي تقوم بتحويلها إلى OLEDs وLEDs.

خلال منطقة العمل ذات التحيز التقدمي، هذه هي نوعية الديودات التي تعمل. يوجد تدفق للتيار بمجرد أن يبدأ الديود في التوصيل عندما نكون في هذه المنطقة. يشير مصطلح "تيار التحويل" إلى هذا النوع من التيار. يعتبر الديود مصدر الضوء الذي يتم إنتاجه طوال هذه العملية.
تتوفر الألإيدات في مجموعة متنوعة من الألوان. وبشكل أكثر تحديدًا، يمكن أن تكون مُضيئة ومطفئة لفترة زمنية محددة. قد تكون ثنائية اللون، حيث يتم إصدار لونين، أو ثلاثية اللون، حيث يتم إصدار ثلاثة ألوان، اعتمادًا على كمية الجهد الإيجابي المستلم.
بالإضافة إلى ذلك، هناك ألإيدات قادرة على إنتاج الضوء تحت الأحمر. يتم استخدامها عمليًا في أجهزة التحكم عن بعد.
يتم استشعار الضوء بواسطة الفوتودiode بهذه التقنية. وقد تم اكتشاف أن التفاعل بين الضوء والوصلة PN قد يؤدي إلى خلق الإلكترونات والفجوات. في معظم الحالات، تعمل الفوتوديويدات تحت ظروف التحيز العكسي، مما يسمح حتى بكمية ضئيلة جدًا من تدفق التيار الناتج عن الضوء بأن يتم كشفها ورصدها بسهولة. يمكن استخدام هذه الأنواع من الديودات أيضًا لتوليد الطاقة.

نظرًا لقدرتها على التوصيل عند تعرضها للتحيز العكسي، فإن عمل الفوتودiode مشابه جدًا لوظيفة الديود الزن.
قيمة التيار وقيمة شدة الضوء متناسبتان مباشرة مع بعضهما البعض. كما أن لديها أوقات استجابة كافية السرعة تقدر بالنانوثانية بدلاً من الميلي ثانية.
تتحدد خصائص هذا الدايود خلال عملية تطويره. يتم استخدام معايير النوع P والنوع N في بناء هذا النوع من الدايود. يكون الوصل الذي سيتم إنتاجه نتيجة لهذه التفاعلات معروفاً باسم نصف موصل ذاتي لأنه لن يحتوي على أي تركيز للإ摂取失败,请稍后重试~ من المعروف أن هذه الثنائيات النفقية تحتاج إلى مفاتيح أثناء العمل في نطاق السرعات الفائقة. سيتم قياس مدة الانتقال بالنانوثانية أو البيكوثانية. تُستخدم في دوائر المذبذبات الاسترخائية بسبب فكرة المقاومة السالبة المرتبطة بها. هذه هي الثنائية الأساسية التي تنتج عندما تتفاعل المواد من نوع P ونوع N مع بعضها البعض. تستكشف فكرة تفضيل وجهة نظر على أخرى. بفضل هذا التحيز، يمكن أن تعمل في مجموعة متنوعة من أنماط التشغيل. فقط عندما يتم تطبيق التحيز الأمامي، تقوم هذه الثنائية بالتمرير. عندما يكون التحيز في الاتجاه الآخر، لا يوجد تدفق واضح للتيار. يظهر ذلك أن التيار يتم حجبه عندما يكون التحيز في الاتجاه الآخر. تُستخدم في الحالات التي تحتاج فيها التطبيقات إلى تيارات منخفضة، مثل الثنائيات الإشارية، وبالتالي يتم تفضيلها. المحولات هي واحدة من أكثر استخدامات هذه التقنية أساسية. هي نوع من الثنائيات التي تم بناؤها بطريقة تجعلها قادرة على العمل في وضع التحيز العكسي. عندما يتم تطبيق التحيز الأمامي، ستكون خصائص التشغيل للثنائية مماثلة لتلك الخاصة بالثنائية التقليدية التي تحتوي على عقدة P-N كمكون أساسي لها. عندما تعمل الثنائية في وضع التحيز العكسي، بمجرد الوصول إلى أدنى جهد زينر، سيحدث زيادة في قيم التيار، ومع ذلك، سيظل الجهد ثابتًا بعد تلك النقطة. وبالتالي، يمكن استخدامه في عملية التحكم في الجهد نتيجة لهذا الحقيقة. عندما يبدأ في توصيل التيار تحت الانحياز الأمامي، أظهر الثنائي قدرته الفريدة. تقوم الشركات المصنعة بتحديد الجهد الأكثر زنًا بدقة لهذا النوع الخاص من الثنائيات. ولذلك، من الممكن صنع المزيد من الثنائيات الأكثر زنًا. ثنائي شوتكي هو نوع من الثنائي يتميز بقدرته على إجراء عمليات التحويل بسرعات عالية. يحدث فقدان جهد ضئيل طوال المسار الأمامي، وبالتالي يعتبر هذا خاصية إيجابية. تعتبر دوائر التثبيت التي تكون سريعة بما فيه الكفاية مثالاً جيدًا على مكان يمكن استخدام هذا النوع من الثنائي فيه، حيث أن استخداماته واضحة هناك. تتراوح الترددات في نطاق الجيجاهيرتز للعمل مع هذا النوع من الثنائيات. وبعبارة أخرى، فإنه يمتلك القدرة على أن يكون أكثر رغبة خلال التطبيقات ذات الترددات العالية. تطبيقات التحويل تستفيد من هذه الثنائيات، والتي هي نوع مختلف من الثنائي عن تلك الوصفة أعلاه. لديها بعض الجهد الأساسي المعروف أيضًا باسم جهد الإشارة، والذي يوجد. من المستحيل لهذه أن تتحول لأنها ستبقى في وضع المقاومة العالية إذا كان الجهد المقدم لها أقل من قيمة الإشارة الأساسية. سيتم بناء الطريق ذي المقاومة المنخفضة بمجرد أن يكون الجهد المزود أكبر من قيمة الإشارة الأساسية. تقوم ثنائيات شوكلي بأدائها بهذه الطريقة. هذا هو فئة فريدة أخرى من الثنائيات، والتي تحدث عندما يتم تطبيق جهد عكسي على نقطة التقاء الجهاز. هذا يسبب تغييرًا في السعة عند نقطة التقاء. بما أنه ثنائي سعة متغير، يمكن استخدام الاختصار "فاريكات" للإشارة إليه. الدايود الأفلاكي هو نوع من الدايود ذو التحيز العكسي الذي يستمد تشغيله من ظاهرة الأفلاك. يحدث فشل الأفلاك عندما يظل انخفاض الجهد ثابتًا وغير متأثر بالتيار. بسبب مستوى الحساسية العالي الذي يمتلكونه، يتم استخدامهم لكشف الضوء. إنه جهاز كهربائي يحد من التيار إلى القيمة القصوى المعطاة. يمكن أيضًا تسميته بدايود حد التيار (CLD) أو دايود تنظيم التيار (CRD) (CRD). تتكون هذه الدايودات من (n-channel)-JFET. يتم توصيل البوابة بالمصدر وتقوم بدور محدد التيار ذي الطرفين (أو) مصدر التيار. تسمح لهذه الدايودات بمرور تيار بقيمة معينة قبل التوقف عن زيادة (تطوير) أكثر. يتم استخدام الذهب كمادة مضافة في هذه الدايودات. بعض الدايودات أقوى من غيرها. التيار المتسرب عند التحيز العكسي أيضًا أقل في هذه الدايودات. حتى مع انخفاضات الجهد الأكبر، يمكن للدايود العمل عند ترددات الإشارات. يساعد الذهب في إعادة التركيب السريعة للناقلات الأقل في هذه الدايودات. إنه دايود مستقيم ذات انخفاض جهد أمامي كما في دايود شوتكي وتيار تسرب عكسي منخفض كما في دايود P-N. تم إنشاؤه لتطبيقات التحويل عالية الطاقة والسرعة المنخفضة للخسائر. دايودات المستقيم الفائق هي النوع التالي من الدايودات المستقيمة التي تمتلك جهدًا أماميًا أقل من دايود شوتكي. يولد الحرارة عند ملتقى المواد الثنائية لنوع هذا الثنائي، والتي تتدفق من أحد المحطات إلى المحطة الأخرى. هذه التدفقات لها اتجاه واحد فقط وهو نفس اتجاه تدفق التيار الكهربائي. تتكون هذه الحرارة نتيجة للشحنات الكهربائية التي يولدها إعادة تجميع حاملات الشحنة الأقلية. يستخدم هذا النوع بشكل أساسي لتبريد وتسخين. يعمل هذا النوع من الثنائي كمستشعر ومحرك حراري في التبريد الحراري الكهربائي. هذا نوع من الثنائي ذو الاتصال النقطي المعروف أيضًا باسم شارب القط. يتم تحديد طريقة عمله بواسطة ضغط الاتصال بين بلورة الدايود ونقطة الاتصال. يحتوي على سلك معدني يتم الضغط به ضد بلورة الدايود. في هذه الحالة، تعمل بلورة الدايود ككاثود بينما يعمل السلك المعدني كأيون. في الواقع، يعتبر هذه الثنائيات قديمة ويتم استخدامها بشكل رئيسي في أجهزة استقبال ومكتشفات الموجات الصغرى. تتكون ثنائيات الفراغ من كهربائيين يخدمان كأيون وكاثود. يتم استخدام التنغستن لصنع الكاثود الذي يصدر الإلكترونات في اتجاه الأيون. سيذهب تدفق الإلكترون دائمًا من الكاثود إلى الأيون. وبالتالي، يعمل مثل مفتاح. عندما يتم تغطية الكاثود بمادة الأكسيد، تزداد قدرة إصدار الإلكترونات. الأيونات تكون أطول نسبيًا وأسطحها قد تُخشَّن أحيانًا لتقليل درجات الحرارة التي تحدث في الدايود. سيقوم الدايود بالتوصيل فقط عندما يكون الأيون موجبًا بالنسبة للمحطة الكاثودية. إنه جهاز صغير ذات خصائص غير متناسبة، يستخدم بشكل أساسي في مجالات التطبيقات عالية التردد وذات التيار المنخفض مثل الراديو والتلفزيون. الدايودات الإشارية أصغر بكثير من الدايودات القوية. يتم تسمية أحد الحافات باللون الأسود (أو) الأحمر للإشارة إلى طرف الكاثود. أداء الدايود الإشاري الصغير فعال بشكل خاص للاستخدامات في الترددات العالية. مقارنة بقدراتها في الفئات الأخرى، عادةً ما يكون لدى الدايودات الإشارية قدرة حمل تيار متواضعة وطاقة استهلاك منخفضة. وهي عادةً في نطاق 150 ميلي أمبير و 500 ملي واط. يتم استخدامها في تطبيقات الدايود، تبديل السرعة العالية، المضخمات المعلمية والعديد من التطبيقات الأخرى. طبقة الاتصال PN على هذه الدايودات تكون سميكة نسبيًا. نتيجة لذلك، غالبًا ما يتم استخدامها في التقويم أو تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر. يعزز الاتصال PN الكبير قدرة الدايود على حمل التيار الأمامي وضغط التوقف العكسي. الدايودات الإشارية الكبيرة ليست مناسبة لتطبيقات التردد العالي. تُستخدم هذه الدايودات بشكل أساسي في مصادر الطاقة مثل المقوِّمات، محول، مقلوب، أجهزة شحن البطاريات وغيرها. مقاومة التيار الأمامي لهذه الدايودات بضع أوم، بينما يتم قياس مقاومة التوقف العكسي بمليون أوم. بسبب قدرتها العالية على الحمل الحالي والجهد، يمكن استخدامها في الأجهزة الكهربائية التي تثبط الجهد الذروي العالي. نتيجة لذلك، تم مناقشة العديد من أنواع الدايودات واستخداماتها في هذا المنشور. لكل دايود طريقة تمثيل خاصة به بالإضافة إلى طريقة عمل فريدة من نوعها. الدايود الذي يسمح بمرور التيار في اتجاه واحد. عند استخدامه مع التيار المتردد، سيقوم الدايودات بالعمل لنصف دورة فقط. نتيجة لذلك، يتم استخدامها في تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر. وبالتالي، فإن الدايودات هي تيار مستمر (DC). يُعرف الدايودات المستخدمة لتنظيم اتجاه تدفق التيار بأنها دايودات مثالية. مع الدايود المثالي، يمكن أن يتدفق التيار في اتجاه واحد فقط، وهو الاتجاه الأمامي، ولا يمكن أن يتدفق في الاتجاه العكسي. يبدو أن الدايودات المثالية هي دائرة مفتوحة عندما تكون مشحونة عكسياً، والجهد عبرها سالب في هذه الحالة. يحدث التشويه المباشر في الدايود التقليدي عندما يسمح الجهد عبر الدايود بتدفق التيار بشكل طبيعي، بينما يشير التشويه العكسي إلى وجود جهد عبر الدايود في الاتجاه المعاكس. ومع ذلك، فإن الجهد المطبق عبر الدايود أثناء التشويه العكسي لا يؤدي إلى أي تدفق تيار ملحوظ. بيان: احترم الأصلي، المقالات الجيدة تستحق المشاركة، إذا كان هناك انتهاك للحقوق فضلاً اتصل للحذف.
11). ثنائية العقدة P-N

12). ثنائية زينر

13). ثنائيات شوتكي

14). ثنائيات شوكلي
15). ثنائيات فاراكتور (أو) فاريكات


16). Avalanche Diode
17). Constant-current Diode
18). Gold Doped Diodes
19). Super Barrier Diodes
20). ثنائي بيلتييه
21). ثنائي البلورة
22). ثنائيات الفراغ
23). ثنائي الإشارة الصغيرة
24). دايود الإشارة الكبير
أسئلة شائعة
1). هل يحول الدايود التيار المتردد (AC) إلى التيار المستمر (DC)؟
2). ما هو الدايود المثالي؟


3). ما الفرق بين التشويه المباشر والعكسي؟