ما هو الديود المثالي؟

ما هو المُثبِّت المثالي؟

تعريف المُثبِّت المثالي

يُعرَف المُثبِّت المثالي بأنه مُثبِّت تام بدون أي عيوب، يعمل بشكل مثالي في الظروف الموجبة والسالبة. عادةً ما يعمل المُثبِّت إما في التحيز الموجب أو السالب. يمكننا تحليل خصائص المُثبِّت المثالي في هذين النمطين بشكل منفصل.

خصائص المُثبِّت المثالي عند التحيز الموجب

مقاومة صفرية

في التحيز الموجب، يقدم المُثبِّت المثالي مقاومة صفرية لتدفق التيار، مما يجعله موصلًا مثاليًا. هذا يعني أن المُثبِّت المثالي ليس له فرق جهد الحاجز. وهذا يثير السؤال حول وجود منطقة الاستنزاف في المُثبِّت المثالي، حيث يأتي المقاومة من الشحنات غير المتحركة في منطقة الاستنزاف.

تيار لا نهائي

يمكن للمُثبِّت المثالي السماح بتدفق تيار لا نهائي في التحيز الموجب بسبب المقاومة الصفرية، وفقًا لقانون أوم.

كمية لا نهائية من التيار

تعود هذه الخاصية إلى المقاومة الصفرية للمُثبِّت المثالي في التحيز الموجب. وفقًا لقانون أوم (I = V/R)، إذا كانت المقاومة (R) صفرية، فإن التيار (I) يصبح لا نهائي (∞). وبالتالي، يمكن للمُثبِّت المثالي في التحيز الموجب السماح بنظريًا بتدفق كمية غير محدودة من التيار عبره.

فرق جهد الحاجز صفر

تعود هذه الخاصية أيضًا إلى المقاومة الصفرية للمُثبِّت المثالي. يعتبر فرق جهد الحاجز هو الجهد الأدنى اللازم للتغلب على حاجز الجهد والبدء في التوصيل. إذا لم يكن للمُثبِّت المثالي منطقة استنزاف، فلا يوجد فرق جهد الحاجز. هذا يسمح للمُثبِّت المثالي بالبدء في التوصيل فور التحيز، كما هو موضح في المنحنى الأخضر في الشكل 1.

خصائص المُثبِّت المثالي عند التحيز السالب

مقاومة لا نهائية

في التحيز السالب، يتوقع أن يمنع المُثبِّت المثالي تمامًا تدفق التيار. وهذا يعني أنه يُظهر سلوك العازل المثالي عند التحيز السالب.

تيار تسرب عكسي صفر

يمكن استنتاج هذه الخاصية للمُثبِّت المثالي مباشرة من خاصيته السابقة التي تشير إلى أن المُثبِّتات المثالية تمتلك مقاومة لا نهائية عند العمل في وضع التحيز السالب. يمكن فهم السبب من خلال النظر مرة أخرى إلى قانون أوم الذي يأخذ الآن الشكل (كما هو موضح بالمنحنى الأحمر في الشكل 1). وبالتالي، هذا يعني أنه لن يكون هناك تيار يتدفق عبر المُثبِّت المثالي عند التحيز السالب، بغض النظر عن مدى ارتفاع الجهد العكسي المطبق.

لا يوجد جهد انهيار عكسي

يعتبر جهد الانهيار العكسي هو الجهد الذي يحدث فيه فشل المُثبِّت العكسي ويبدأ في توصيل تيار كبير. الآن، من الخصائص الأخيرة للمُثبِّت المثالي، يمكن الاستنتاج أنه سيوفر مقاومة لا نهائية والتي تمنع تمامًا تدفق التيار عبره. تظل هذه العبارة صحيحة بغض النظر عن حجم الجهد العكسي المطبق عليه. عندما تكون الحالة كذلك، فإن ظاهرة الانهيار العكسي لن تحدث أبدًا، وبالتالي لن يكون هناك سؤال حول جهده المقابل، وهو جهد الانهيار العكسي. بسبب كل هذه الخصائص، يُرى أن المُثبِّت المثالي يتصرف كمفتاح شبه موصل مثالي سيكون مفتوحًا عند التحيز السالب ومغلقًا عند التحيز الموجب.

الآن، دعونا نواجه الواقع. عمليًا، لا يوجد شيء يُسمى بالمُثبِّت المثالي. ماذا يعني هذا؟ إذا لم يكن هناك شيء مثل ذلك، فلماذا نحتاج إلى معرفته أو تعلمه عنه؟ هل هذا مجرد إضاعة للوقت؟ لا، ليس حقًا.

السبب هو: مفهوم المثالية يجعل الأمور أفضل. تنطبق هذه القاعدة على أي شيء، أعني، ليس فقط التقني. عندما نأتي إلى موضوع المُثبِّت المثالي، يتجلى الحقيقة في سهولة التي يمكن للمصمم أو المدقق (قد يكون أي شخص في هذه المسألة، مثل الطالب أو الشخص العادي) أن يُنمذج/يصحح/يحلل دائرة معينة أو تصميمًا كاملاً.

الأهمية العملية

يساعد فهم مفهوم المُثبِّت المثالي في النمذجة والتتبع وتحليل الدوائر، حتى لو لم توجد المُثبِّتات المثالية في الواقع.