أشباه الموصلات Semiconductor
أشباه الموصلات Semiconductor
يمكن تقسيم المواد أشباه الموصلات إلى :
المواد الموصلة :
من أمثلة المواد الموصلة للكهرباء: النحاس، والفضة، والذهب، والألومنيوم، والحديد. هذه المعادن تسمح بمرور التيار الكهربائي بسهولة من خلالها.
المواد العازلة :
المواد شبه الموصلة :
ما هو السيلكون ؟
الثنائى (الدايود) ) Diode
أطراف الثنائى : شبه الموصل (الدايود)
(A)يسمى المصعد أو الأنود (P) الطرف الموجب
(K)يسمى المهبط أو الكاثود (N) والطرف السالب
--------------------------
نظرية عمل الثنائى :
يسمح الموحد بمرور التيار فى إتجاه واحد ، وذلك عندما يكون جهد المصعد موجب بالنسبة للمهبط (توصيل أمامى) ، والا يمر إلا تيار ضئيل جدا ، عندما يكون جهد المصعد سالبا بالنسبة (للمهبط توصيل عكسى) ، ويعمل الدايود فعليا بإعتباره كمفتاح جهد يوصل فى أحد الإتجاهات والا يوصل فى الإتجاه الأخر
---------------------------

طريقة فحص الدايود :
سنفحص الدايود بإستخدام جهاز الأفوميتر الرقمى على وضع علامة الموحد ، ضع الكابل الأحمر للمقياس على طرف (الأنود) للدايود ، بينما الكابل الأسود على طرف (الكاثود) للدايود ، إذا ظهرت القراءة فإن الدايود سليم وفى الإنحياز الأمامى.
إعكس طرفين الأفوميتر، ضع الكابل الأسود على طرف (الأنود) للدايود ، بينما الكابل الأحمر على طرف (الكاثود) للدايود ، سنلاحظ لا تظهر قراءة على جهاز الأفوميتر ، فإن الدايود يكون سليم وفى حالة الإنحياز العكسى ، ويكون الدايود سليم ، أما اذا ظهرت القراءة فى كلا الوضعين فإن الدايود يكون تالف .
---------------------------
أنواع الدايودات (الثنائيات).
الثنائيات لها عدة أنواع كثيرة مع تطور التكنولوجيا.
سنتعرف فى هذا الشرح أيضا على خمسة أنواع من الدايودات (الثنائيات).
---------------------------
أولا: ثنائى السيليكون (الموحد السيلكونى ) (Sillicon diode) .
هو الثنانئى المصنوع السيليكون ، ومحقون بشوائب تكون بلورة موجبة ، ومع شوائب أخرى تكون بلورة سالبة ، بحيث تكون البلورتان الموجبة والسالبة متجاورتين ، ويعتبر ثنائى السيليكون من القطع المشهورة فى الدوائر الإلكترونية ، ويستعمل دائما فى دوائر القدرة ، مثل دوائر التوحيد ، والجهد الحافز له 0.7V
---------------------------
ثانيا : ثنائى الجيرمانيوم (Germanum diode) .
هو الثنائى المصنوع من الجيرمانيوم ، ويختلف عن السيلكون بأن الجهد الحافز له0.3V وهو جزءً من الدائرة الكهربائية ويقوم بتوصيل الإشارة الكهربائية من خلال الثنائي الذي يسير في إتجاه واحد فقط .
---------------------------
ثالثا : ثنائى الزينر (Zener diode) .
يُستخدم ثنائي زينر كمنظم جهد فى تثبيت جهد الخرج ، وقيمة الجهد عادة تكون مكتوبة على قطعة الزينر، والخط الأسود دائما يدل على الكاثود.
---------------------------
رابعا: ثنائى الإنبعاث الضوئى (LED) .
---------------------------
خامسا: الثنائى الضوئى (Photo diode) .
يتكون الثنائى الضوئى من شبه موصل (P)، والأخر سالب (N ) ونافذة شفافة منفذة للضوء ، عندما يسقط الضوء على الثنائى الضوئى يقوم الضوء بكسر الروابط البلورية ، ويتحرر عدد من الشحنات التى تسمى بشحنات الأقلية ، يزاد هذا العدد بزيادة الضوء الساقط ، وللدايود استخدامات عديدة فى جميع الأجهزة.
---------------------------
طريقة توصيل الثنائى شبه الموصل فى الدوائر للالكترونية
أولا طريقة الانحياز الأمامى :
حيث يتم توصيل أطراف الثنائى مع مصدر للطاقة الكهربائية ومصباح على التوالى ، يوصل طرف الثنائى الموجب مع الطرف الموجب للبطارية والطرف السالب للبطارية متصل مع الطرف الأول للمصباح ، والطرف الثانى للمصباح مع الطرف السالب للثنائى كما بالصورة ، وفى هذه الحالة يسمح الثنائى بمرور التيار الكهربائى من خلاله.
---------------------------
ثانيا طريقة الإنحياز العكسى :
يتم توصيل أطراف الثنائى بشكل عكسى ، يوصل طرف الثنائى الموجب مع الطرف السالب للبطارية وطرف الثنائى السالب مع الطرف الأول للمصباح ، والطرف الثانى من المصباح مع الطرف الموجب للبطارية ، وفى هذه الحالة يكون الثنائى ممانع لمرور التيار الكهربائى والا يعمل المصباح.
---------------------------
دوائر التوحيد
دوائر التوحيد هى دوائر تحويل التيار الكهربائى من التيار المتردد AC إلى تيار مستمر DC .
فى الصورة الموضحة أنواع دوائر التوحيد مع رسم توضيحى لشكل الموجة قبل اتوحيد وبعد التوحيد.
نصف الموجة : بثنائى واحد.
موجة كاملة : بإثين ثنائى باستخدام طرف مشترك بين ملفين.
موجة كاملة : باستخدام أربعة ثنائيات.
تركيب دوائر التوحيد
وتتركب دوائر التوحيد من مجموعة من الموحدات السيليكونية ومكثفات للتنعيم أيضا
أنواع دوائرالتوحيد :
أولا : دائرة تقويم نصف موجة باستخدام (موحد واحد) ويظهر الشكل التالى تركيب دائرة التقويم نصف موجة ومكوناتها كما بالشكل
نعلم أن الدايود يمرر التيار الكهربى فى إتجاه واحد فقط وهو الإتجاه الذى يجعله متصلا توصيلا أماميا ، لذلك فإن الدايود إذا اتصل بمصد تيار متردد فإنه سوف يمرر إتجاه واحد فقط من الإشارة ، الإتجاه الموجب أو السالب حسب توصيله.
---------------------------
ثانيا: دائرة تقويم موجة كاملة بإستخدام دائرة القنطرة (Bridge Circuit) المكونة من (أربعة موحدات).
هى الطريقة الثانية والأكثر كفاءة والتى تستفيد من كامل الإشارة المترددة الداخلة والشكل يوضح طريقة القنطرة أربع موحدات للحصول على النتيجة المطلوبة.
لاحظ أنه عند مرورالإشارة المتغيرة ، فإنه فى النصف الموجب سوف تكون الدايودات ( D1 و D2 ) متصلين توصيلا أماميا
(أى كأنهم مفاتيح مغلقة) ، وباقى الدايودات ستكون متصلة بشكل عكسى (أى كأنهم مفاتيح مفتوحة) كما بالشكل (D1 و D2 ) متصلين توصيلا أماميا.
بهذا الشكل سوف يسرى التيار للحمل
ويكون الموجب فى الطرف الأعلى ، والسالب فى الطرف الأسفل ، وفى حالة مرور النصف السالب من الموجة ، فإن الدايودات (D1 و D2 ) ، سوف تكون هى المتصلة أماميا وباقى الدايودات ستكون متصلة عكسيا كما بالشكل ( D4 و D3 ).
وبهذه الطريقة سوف يسرى التيار للحمل ويكون الموجب على الطرف العلوى للحمل أيضا ، والسالب على الطرف السفلى . فيكون شكل إشارة الخرج كما بالشكل
---------------------------
---------------------------
دوائر التنعيم :
---------------------------
تثبيت الجهد :
لابد من التعرف على عنصر إلكترونى هام أولا قبل التحدث عن مرحلة تثبيت الجهد وهو
(موحد الزينر ) Zenger-Diode
موحد الزينر هو دايود عادى ، ولاكن عملية إضافة الشوائب تكون مكثفة.
فكرة عمل ثنائى الزينر :
صنع خصيصا للعمل فى إتجاه التوصيل العكسى ، ولاكن إذا تم توصيله أماميا فإنه يوصل التيار، وإذا تم توصيله عكسيا فإنه يمنع مرور التيار، ولاكن إذا كان مصدر الجهد فى حالة تزايد فى القيمة ( وزينر متصل عكسيا ) ، فإن فرق الجهد المطبق على ثنائى زينر يبدأ يزيد مع زيادة الجهد للمصدر، حتى يصل إلى قيمة معينة للجهد ، فيثبت فرق الجهد بين طرفيه عند هذه القيمة حتى لو زادت قيمة مصدر الجهد عن ذلك.
إذن ثنائى الزينر يوصل عكسيا ، ويعرف بجهد تشغيله ويرمز له بالرمز كما بالصورة .
---------------------------
والدائرة توضح عمل ثنائى الزينر.
---------------------------
فنلاحظ أن فرق الجهد المطبق على ثنائى زينر
هو مصدر جهد ثابت آخر كما بالصورة
الآن فى مرحلة التثبيت ، يتم استخدام ثنائى زينر.
فيعمل على تثبيت قيمة التيار فى الخرج كما بالصورة.
---------------------------
استخدامات الدايود:
سنتعرف على تطبيقات الدايود المستخدمة في حياتنا اليومية .
يستخدم فى دوائر توحيد نصف الموجة ، يستخدم فى دوائر توحيد الموجة الكاملة .
يستخدم فى دوائر تنظيم الجهد ، يستخدم كمستشعر للضوء والحرارة .
يستخدم كمصدر ضوئي ، يستخدم فى الحماية من التيار العكسي .
يستخدم فى الحماية من انعكاس القطبية .
---------------------------
ماهى عائلة أشباه الموصلات ؟
--------------------------
اذكر خمسة أنواع من السيلكون ؟
---------------------------
ما هى إنحيازات الموحد السيليكونى ؟
---------------------------
ما هى أنواع دوائر التوحيد ؟
دائرة تقويم نصف موجة بإستخدام موحد واحد .
دائرة تقوم موجة كاملة بإستخدام القنطرة أربعة موحدات .
دائرة توحيد موجة كاملة بإستخدام موحدين بمحول ذو طرف وسط .
---------------------------
ما هو الغرض من دائرة التوحيد ؟
دائرة التوحيد الغرض منها تحويل التيارالكهربى من التيار المتردد (AC) إلى تيار مستمر (DC).
---------------------------
مما تتركب دوائر التوحيد ؟
تتركب دوائر التوحيد من مجموعة من الموحدات السيليكونية ومجموعة مكثفات للتنعيم .
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق