أحدث المقالات

الجمعة، 9 فبراير 2018

ما هي الثنائيات Diodes


الثنائيات (Diodes) 

الثنائيات أو ما تعرف باسم الدايودات، هي قطع الكترونية تسمح للتيار الكهربائي بالمرور باتجاه واحد فقط و لا تسمح له بالعودة من نفس الاتجاه فهي أشبه بصمام الكتروني.

أنواع الثنائيات

تصنع الثنائيات أو ما تعرف بالدايودات في العادة إما من عنصرالجيرمانيوم  Ge أو عنصر السيليكون Si لذلك فهي نوعين أساسيين. حيث يصنف كلاهما من أشباه الموصلات Semi-Conductors. و نعني بذلك أنه لا يمكن تحديد اذا ما كانت تلك العناصر فلزات أم ليست فلزات.
فتراها تميل الى توصيل التيار الكهربائي من جهة و أحيانا تكون عازلة من جهة أخرى. لذا لجأ العلماء الى ما يعرف بتطعيم تلك العناصر  (Doping) و تسخيرها في التحكم بسير و اتجاه التيار الكهربائي  عن طريق مشاركة أشباه الموصلات إما مع فلز لانتاج شريحة موجبة (P-Type) أو اضافة لافلز لانتاج شريحة سالبة (N-Type) . و الشكل التالي يوضح عملية التطعيم:  


مبدأ عمل الثنائيات

تسمح الثنائيات للتيار الكهربائي بالمرور من خلالها اذا كان فرق الجهد بين طرفيه أكبر من أو يساوي ما يعرف بجهد العتبة Threshold. و يتم تحديد جهد العتبة بقيمة 0.7 فولت للدايود ( الثنائي) المصنوع من السيليكون، أما الدايود المصنوع من الجيرمانيوم فيكون جهد العتبة لديه 0.3 فولت.

كيف يتم تمييز الطرف الموجب من الطرف السالب في الثنائيات ؟

يتم تمييز الطرف الموجب من الطرف السالب في الثنائيات بثلاثة طرق أهمها:
1- اذا كانت مرسومة في مخططات الدارة الالكترونية يتم تحديد القطب السالب بواسطة الخط الذ يلي رأس المثلث كما - في الشكل التالي:

2- أما على أرض الواقع فيتم تحديد القطب السالب عن طريق تحديد مكان اتجاه الحلقة حوله كما يلي:

3- باستخدام جهاز الـ Multimeter و ضبطه على خاصية المقاومة ، أو باستخدام جهاز الـ Avometer و فحص القراءة، فإذا كانت الأقطاب صحيحة سترى ظهور الأرقام على الشاشة أما إذا كانت الأقطاب بوضع خاطئ (انحياز عكسي) فستكون القراءة صفر كما في الشكل التالي: 

كيف تركيب الثائيات في الدارة الكهربائية الالكترونية ؟

يتم تركيب الثائيات في الدارة الكهربائية الالكترونية بطريقتين:

1- بالانحياز الأمامي (Forward Bias)  

و هي الطريقة الاعتيادية التي صمم الثنائي من أجلها حيث يربط الدايود في الدارة بالشكل الصحيح (موجب مع موجب  و  سالب مع سالب) ليسمح للتيار الكهربائي بالمرور من خلاله. 

2- بالانحياز العكسي (Reverse Bias)

حيث يربط الدايود مع الدارة الالكترونية بعكس ما صمم من أجله (موجب مع سالب  و  سالب من موجب) ليمنع التيار الكهربائي من المرور من خلاله كما في الشكل التالي:


تلف الثنائيات (الدايود)

في بعض الأحيان تكون قيمة فرق الجهد بين طرفي الثنائي المربوط في وضع الانحياز العكسي كبير جدا، فيؤدي الى انهيار الثنائي (الدايود) و تلفه و مرور التيار الكهربائي مما يضطر الى استبداله كما في الشكل التالي:


كيف أعرف أكبر قيمة لفرق الجهد الذي يتحمله الثنائي (Diode) عند ربطه بوضع الانحياز العكسي دون أن يتلف ؟

يتم معرفة ذلك المقدار من الجهد فقط من دليل المستخدم (Data Sheet)، حيث يرشدك بكل ما تود معرفته عن ذلك الثنائي. فكل ما عليك فعله هو البحث عن الرقم المكتوب على الثنائي و البحث في الـ (Data Sheet) الخاصة به.