وظائف وتطبيقات الديودات

الديود هو أحد المكونات شبه الموصلة الأكثر أساسية واستخدامًا. خاصيته الرئيسية هي التوصيل الأحادي الاتجاه - مما يسمح بتدفق التيار فقط من الأنود إلى الكاثود. وهذا يمكّن الديودات من أداء أدوار أساسية متعددة في الدوائر الإلكترونية.

1. التسخين: تُستخدم الديودات لتحويل التيار المتناوب إلى تيار مستمر في دوائر التزويد بالطاقة. ويشمل ذلك التسخين بنصف الموجة وتسخين الموجة الكاملة (على سبيل المثال، جسور التسخين). يتم التوصيل بواسطة الديود فقط أثناء نصف الدورة الإيجابية، مما يخلق تيار مستمر نابض من التيار المتناوب.

2. التبديل: تُستخدم كمفتاح إلكتروني منخفض الطاقة في المنطق الرقمي، تعديل الإشارة أو الدوائر ذات التردد العالي. يتم تحقيق التبديل عن طريق التبديل بين التحيز الأمامي والتراجع.

3. تنظيم الجهد: يُصمم دiodes زينر للحفاظ على جهد ثابت بمجرد الوصول إلى الجهد الكهربائي العكسي للكسر، مما يجعلها مثالية لتطبيقات الإشارة المرجعية والتنظيم.

4. حماية من قطبية عكسية: متصلة بشكل متسلسل مع مصدر الطاقة لمنع التيار عند عكس القطبية، ومنع تلف المكونات اللاحقة.

5. حماية التشغيل الحر: تُوصل الدiodes بالتوازي مع الأحمال الاستقرائية مثل الريلاوات أو المحركات لامتصاص EMF العكسي (قوة الحث الكهربائي) عند إيقاف الطاقة، لحماية المكونات الأخرى في الدائرة.

6. ضبط الجهد: يمنع ظروف الجهد الزائد على الوصلات الحساسة (على سبيل المثال، ADC، GPIO). تقوم الدiodes بضبط الجهد إلى مستويات آمنة عن طريق تحويل الفولتية الزائدة إلى سكك الطاقة أو الأرض.

7. فك الترميز: تُستخدم في الراديو AM والاستقبال RF الأخرى لاستخراج الإشارات ذات التردد المنخفض من الأمواج الناقلة المعدلة باستخدام اكتشاف الغلاف.

8. تقليم: يمنع الإشارات من تجاوز عرض محدد، مما يحمي مكونات الدائرة أو يضمن الخطيّة في معالجة الإشارة.

9. حماية ESD والاندفاعات: تقوم دوائر الحماية TVS أو ESD بامتصاص وتحديد الشحنات الكهروستاتيكية أو الاندفاعات المؤقتة لحماية المكونات الحساسة في واجهات البيانات والطاقة.

10. ضرب الجهد: تستخدم دوائر مضاعفة الجهد الديودات والمكثفات لزيادة الجهد المدخل—تُستخدم بشكل شائع في مصادر الطاقة ذات الجهد العالي.

11. التحويل الضوئي الكهربائي: تقوم الفوتوديودات بتحويل الضوء إلى إشارات كهربائية، وتُستخدم في مستقبلات IR وأجهزة استشعار البصرية وأنظمة اتصال الضوء.

12. إصدار الضوء: تُصدر الـ LEDs ضوءًا عندما تكون متحيزة للأمام. وهي تُستخدم على نطاق واسع في الإضاءة، المؤشرات، العرض، ووحدات الإضاءة الخلفية.