تشریح نمودار ولتاژ آستانه دیود

دیود (به انگلیسی: Diode)، قطعه‌ای الکترونیکی است که دو پایه جهت اتصال به برد مدار الکترونیکی دارد ، و جریان الکتریکی را در یک جهت از خود عبور می‌دهد (در این حالت، مقاومت دیود ناچیز است) و در جهت دیگر، در مقابل گذر جریان مقاومت بسیار بالایی (در حالت ایده‌آل ، بی‌نهایت) از خود نشان می‌دهد. اما برای انتخاب دیود مناسب جهت برد مدار الکترونیکی ، باید به برگه راهنمای دیود ها مراجعه شود. در برگه های راهنما یا همان دیتاشیت ها مشخصه های هر دیود به دو صورت نوشتاری و دیاگرامی یا نموداری نشان داده شده است. در این مقاله می خواهیم به تشریح نمودار ولتاژ آستانه دیود بپردازیم.

گراف ها یا نمودارها یکی از بخش های موجود در برگه های راهنما برای هر قطعه الکترونیکی می باشد. و همانند یک فیلم آموزشی ، نحوه عملکرد قطعات را در یک تصویر به ما نشان می دهند. در تصویر زیر نمودار کلی یک دیود معمولی همانند 1n4007 به نمایش گذاشته شده است.

تشریح عملکرد دیود با استفاده از نمودار دیود

نمودار بالا را می توان نمودار اصلی برای تمامی اعضای خانواده دیود دانست. و تفاوت آنها در سطح ولتاژ و جریان های متفاوت می باشد. این نمودار دارای دو بردار ولتاژ و جریان است. بخش سمت راست این نمودار (از 0 ولت به سمت ولتاژ مثبت و جریان 0 به سمت بالا یا جریان مثبت) مربوط است به زمانی که دیود بایاس مستقیم شود ، یعنی قطب مثبت مدار به آند دیود و قطب منفی باتری به پایه کاتد متصل شود. (پایه آند دیود باید نسبت به پایه کاتد مثبت باشد.) و دارای دو بخش مهم ، ولتاژ آستانه دیود و جریان قابل تحمل دیود است. اما بخش سمت چپ مدار به بایاس معکوس دیود مرتبط می باشد. و ولتاژ کار هر دیود در این قسمت تعریف می شود.

شرح گراف ولتاژ آستانه دیود

در گراف نشان داده شده زیر ، خط قرمز نقطه ولتاژ آستانه دیود نشان داده شده است. همانطور که گفته شد ، ولتاژ آستانه دیود در زمان بایاس مستقیم دیود شکل می گیرد. ولتاژ آستانه دیود بدین معنی است که در صورتی که یک دیود حتی به صورت بایاس مستقیم در مدار قرار گیرد ، جریانی از آن عبور نمی کند مگر اختلاف ولتاژ دو سر آن به حد ولتاژ آستانه آن دیود برسد. این مقدار برای دیودهای سیلیکونی حدود 0.6 الی 0.7 ولت است که در تصویر زیر نمودار آن به نمایش گذاشته شده است ، و برای دیودهای ساخته شده از ژرمانیوم کمتر از 0.3 ولت است. یعنی در ولتاژ کمتری اجازه عبور جریان را از خود می دهند.

تحلیل مدار بایاس مستقیم دیود با استفاده از گراف

فرض بگیرید منفی مدار (صفر ولت) را به پایه کاتد دیود ، و مثبت منبع تغذیه متغیری را به پایه آند وصل کرده ایم . در لحظه ای که اختلاف ولتاژ دو سر منبع تغذیه صفر است نمودار ما در نقطه 0 و 0 قرار دارد. با افزایش ولتاژ مثبت به پایه آند تا قبل از ولتاژ آستانه آن ، مسیر داخلی دیود قطع است ، اما با رسیدن ولتاژ به حدود 0.7 ولت در نوع سیلیکونی موج منحرف شده و روبه بالا (جریان مثبت) حرکت می کند. و به سرعت مقاومت دیود به صفر می رسد که در نهایت ،

منجر به عبور حداکثر جریان از دیود می شد.

جریان عبوری با استفاده از مقاومت و یا مدارات کنترل جریان باید کنترل شود ،

در غیر اینصورت با عبور جریان بیشتر از جریان نامی دیود ،

دیود خواهد سوخت.