Transcript مفهوم الثنائيات
Slide 1
Slide 2
الثنائيات (الديودات) Diodes
تعد الثنائيات أبسط التجهيزات اإللكترونية
التي تعتمد على أنصاف النواقل ( المواد الشبه موصلة )
وخواصها في عملها.
ويستحيل أن تفحص جهازاً إلكترونيا ً ما دون أن
تجد فيه ثنائيا ً واحداً على األقل
Slide 3
•مفهوم الثنائيات :
مفهوم الثنائيات :
تعد الثنائيات ابسط العناصر االلكترونية وتصنع من شريحتين احداهما سالبة (
المهبط ) واألخرى موجبة ( المصعد )
مالحظة :سنستخدم كلمة (ديود) كثيراً بدالً من ثنائي أثناء الشرح ،وتعني كلمة ديود
Diode ( diثنائي و odeالجزء الثاني من كلمة electrodeأي قطب).
وظيفة الثنائي :يستعمل الثنائي كعنصر الكتروني بحيث يسمح الديود ( الثنائي ) في
الدارة للتيار الكهربائي بالمرور في اتجاه واحد فقط ،ويمانع مروره (بشكل عام)
باالتجاه المعاكس ،وقد كانت الصمامات Valvesهي المرحلة األولى لظهور هذا
النوع من التجهيزات (وقد حملت أولى الديودات بالفعل اسم صمامات ).
باإلضافة الى العديد من االستعماالت والتطبيقات المختلفة .
Slide 4
رمزه في الدارات واملخططات:
رمز الثنائي العادي
يشير الخط األفقي في نهاية المثلث دائما ً إلى القطب
السالب.
Slide 5
يعتمد المبدأ األساسي في عمل الديود ( الثنائي ) على:
عندما يكون فرق جهد بين طرفيه أكبر من جهد ذو قيمة محددة
فإنه يعمل على إمرار التيار خالله ،أما إذا كان الجهد بين طرفيه
أدنى من تلك القيمة فإنه ال يمرر التيار أبدا.
تختلف القيمة المحددة للجهد وفقا ً للمادة التي صنع منها الديود ،فهي
في السيليكون (المادة المصنعة ألغلب الديودات) تبلغ القيمة المحددة
،Volts 0.7و 3.0لثنائي مصنوع من الجرمانيوم
Slide 6
ويظهر المخطط التالي كيف يمرر الديود السيليكوني التيار بعد القيمة
( V0.7وهو ما يسمى منحني خواص الديود).
Slide 7
االنحياز األمامي والجهد العكسي:
االنحياز االمامي:
تطلق تسمية (االنحياز األمامي )Forward Biasعلى الحالة التي
يوصل فيها القطب الموجب للديود بموجب الدارة ،والسالب بسالبها،
أي بكالم آخر ،يكون جهد المصعد ( (Pعلى القطب الموجب أعلى
من جهد المهبط (( Nعلى القطب السالب اعلى بمقدار الجهد العتبي،
ويكون عندها الديود في حالة تمرير للتيار (منزاح أماميا ً).
اى يسمح بمرور التيار الكهربائي.
Slide 8
أما تسمية (الجهد العكسي )Reverse Voltageفتطلق على الحالة
التي يكون فيها جهد القطب الموجب للديود أقل من الجهد السالب.
اى ال يسمح بمرور التيار الكهربائي إال بكميات قليلة .
عند زيادة فرق الجهد في وضع االنحياز العكسي للئنائي عند الوصول
الجهد العكسي إلى قيمة عالية ( Volts50مثالً) تحدث حالة
االنهيار ويتلف .
Slide 9
يمكن اختبار صالحية الثنائي باستخدام جهاز متعدد القياس الرقمي
-1احضر عددا من الثنائيات
-2اضبط الجهاز على مقياس المقاومة الظاهر عليه رمز المقاومة او
الثاني .
-3قم بقياس مقاومة الثنائي.
-4اعكس الثنائي وقم بالقياس مرة اخرى
Slide 10
للثنائيات انواع متعددة ،يستخدم كل نوع حسب حاجته في الدارة
الكهربائية ،فالثنائي العادي يعمل في منطقة االنحياز االمامي في
دارات التقويم .
االنحياز االمامي
Slide 11
ثنائي الجرمانيوم Ge
: Diode
ثنائي زينر
الثنائي الباعث للضوء
ثنائي السليكون
الثنائي الحساس للضوء
Slide 12
ذلك الثنائى المصنوع من الجرمانيوم ومحقون بشوائب تكون بلورة موجبة
مع شوائب اخرى تكون بلورة سالبة ،بحيث تكون البلورتان الموجبة
والسالبة متجاورتين .
ثنائي الجرمانيوم من القطع المشهورة وتستعمل دائما في دوائر القدرة
مثل دوائر التقويم Bridgeومن أشهرها
()Power Diode 1N4001
والخط الفضي دائما يدل على الكاثود.
Slide 13
ذلك الثنائي المصنوع من السيليكون ومحقون بشوائب تكون بلورة موجبة مع
شوائب اخرى تكون بلورة سالبة ،بحيث تكون البلورتان الموجبة ولسالبة
متجاورتين .
Slide 14
يعمل الزينر كثنائي عادي اذا وصل توصيال أماميا أما اذا وصل توصيال
عكسيا فانه عند قيمة معينة في الجهد العكسي سوف يزداد التيار العكسي
بصورة مفاجئة وشديدة ،يسمى الجهد العكسي الذى يتسبب في حدوث تيار
عكسي " جهد االنهيار " أو " جهد الزينر " ،ويعتمد جهد االنهيار أو جهد
الزينر أساسا على كمية الشوائب التى طعمت بها المادة لتي صنع منها ثنائى
الزينر.
والنقاط التالية جديرة بالذكر:
*يستغل جهد االنهيار العكسي لثنائى الزينر كجهد مرجعي
في دوائر تثبيت الجهد .
*يوصل ثنائى الزينر دائما عكسيا أما اذا وصل توصيال
أماميا فان خواصه تكون مثل الموحد العادي.
*عند دخول ثنائي الزينر منطقة االنهيار فانه لن يتلف أو
يحترق حيث أن الدائرة الخارجية الموصلة به تحد التيار
ليكون أقل من القيمة التى تسبب تلفه.
Slide 15
تنظيم الجهد بواسطة موحد الزينر :Zener Voltage Regulator
يوضح الشكل دائرة بسيطة تشرح كيفية استخدام ثنائى الزينر في تنظيم
الجهد ال ODCالمقاومة Rتحد من قيمة التيار ،جهد الخرج ثابت
ويساوى جهد انهيار الزينر بغض النظر عن تغير جهد الدخل أو تغير التيار
المسحوب بواسطة الحمل .
Slide 16
في هذا النوع من الثنائيات مواد خاصة تجعله يضئ
عندما يمر فيه تيار في حالة االنحياز االمامي وغالبا ما يكون الجهد الذي يعمل عليه 2v
وتعطى هذه الثنائيات ضوءا بألوان مختلفة منها االخضر واألصفر والبرتقالي وكذلك االحمر
Slide 17
تستخدم الثنائيات بشكل واسع في الحاسبات إلظهار االرقام .
وفي المصاعد.
وأجهزة التحكم عن بعد ( الرموت كنترول )
وألضواء االشارة في االجهزة الكهربائية مثل الراديو والتلفاز
وغيرها .
Slide 18
لحماية الثنائي من ارتفاع شدة التيار عادة يوصل على التوالي مع
مقاومة يمكن تحديد قيمتها بسهولة
فمثال اذا كان الجهد الذي يعمل عليه الثنائي 2فولت واعلى تيار
يتحمله 200ميلى امبير فان قيمة المقاومة تحسب من العالقة
المقاومة = جهد البطارية – جهد الثنائي
شدة التيار
Slide 19
ثنائي األنبعاث الضوئي ال L.E.Dيشع الضوء عندما يثار باشارة كهربية.
ويوصل ثنائى االنبعاث الضوئى كما في الشكل في االتجاه األمامي وتعتمد
نظرية عمل هذا الثنائي على أن الطاقة الكهربية المعطاة له بالتوصيل األمامي
تعمل على تحريك حامالت الشحنة مما يؤدي الى تولد فوتونات حرة تنبعث في
كل االتجاهات مسببة اشعاع الضوء .
وتوصل دائما مقاومة قيمتها مابين 680أوم إلى 1كيلو أوم لتحمي الثنائي
البعث للضوء LED
Slide 20
يعمل هذا الثنائي على تمرير التيار الكهربائي عندما يتعرض للضوء ،
ويوصل في الدارات الكهربائية بحيث يكون في حالة انحياز عكسي ،ويغلف
باسطوانة تسمح بمرور الضوء اليه من نافذة زجاجية صغيرة
يستخدم هذا الثنائي مجسا في دارات االنذار المختلفة وكذلك في
دارات الترانزستور .
يوصل الثنائى الضوئى توصيال عكسيا كما في الشكل
Slide 21
شكرا لكم
Slide 2
الثنائيات (الديودات) Diodes
تعد الثنائيات أبسط التجهيزات اإللكترونية
التي تعتمد على أنصاف النواقل ( المواد الشبه موصلة )
وخواصها في عملها.
ويستحيل أن تفحص جهازاً إلكترونيا ً ما دون أن
تجد فيه ثنائيا ً واحداً على األقل
Slide 3
•مفهوم الثنائيات :
مفهوم الثنائيات :
تعد الثنائيات ابسط العناصر االلكترونية وتصنع من شريحتين احداهما سالبة (
المهبط ) واألخرى موجبة ( المصعد )
مالحظة :سنستخدم كلمة (ديود) كثيراً بدالً من ثنائي أثناء الشرح ،وتعني كلمة ديود
Diode ( diثنائي و odeالجزء الثاني من كلمة electrodeأي قطب).
وظيفة الثنائي :يستعمل الثنائي كعنصر الكتروني بحيث يسمح الديود ( الثنائي ) في
الدارة للتيار الكهربائي بالمرور في اتجاه واحد فقط ،ويمانع مروره (بشكل عام)
باالتجاه المعاكس ،وقد كانت الصمامات Valvesهي المرحلة األولى لظهور هذا
النوع من التجهيزات (وقد حملت أولى الديودات بالفعل اسم صمامات ).
باإلضافة الى العديد من االستعماالت والتطبيقات المختلفة .
Slide 4
رمزه في الدارات واملخططات:
رمز الثنائي العادي
يشير الخط األفقي في نهاية المثلث دائما ً إلى القطب
السالب.
Slide 5
يعتمد المبدأ األساسي في عمل الديود ( الثنائي ) على:
عندما يكون فرق جهد بين طرفيه أكبر من جهد ذو قيمة محددة
فإنه يعمل على إمرار التيار خالله ،أما إذا كان الجهد بين طرفيه
أدنى من تلك القيمة فإنه ال يمرر التيار أبدا.
تختلف القيمة المحددة للجهد وفقا ً للمادة التي صنع منها الديود ،فهي
في السيليكون (المادة المصنعة ألغلب الديودات) تبلغ القيمة المحددة
،Volts 0.7و 3.0لثنائي مصنوع من الجرمانيوم
Slide 6
ويظهر المخطط التالي كيف يمرر الديود السيليكوني التيار بعد القيمة
( V0.7وهو ما يسمى منحني خواص الديود).
Slide 7
االنحياز األمامي والجهد العكسي:
االنحياز االمامي:
تطلق تسمية (االنحياز األمامي )Forward Biasعلى الحالة التي
يوصل فيها القطب الموجب للديود بموجب الدارة ،والسالب بسالبها،
أي بكالم آخر ،يكون جهد المصعد ( (Pعلى القطب الموجب أعلى
من جهد المهبط (( Nعلى القطب السالب اعلى بمقدار الجهد العتبي،
ويكون عندها الديود في حالة تمرير للتيار (منزاح أماميا ً).
اى يسمح بمرور التيار الكهربائي.
Slide 8
أما تسمية (الجهد العكسي )Reverse Voltageفتطلق على الحالة
التي يكون فيها جهد القطب الموجب للديود أقل من الجهد السالب.
اى ال يسمح بمرور التيار الكهربائي إال بكميات قليلة .
عند زيادة فرق الجهد في وضع االنحياز العكسي للئنائي عند الوصول
الجهد العكسي إلى قيمة عالية ( Volts50مثالً) تحدث حالة
االنهيار ويتلف .
Slide 9
يمكن اختبار صالحية الثنائي باستخدام جهاز متعدد القياس الرقمي
-1احضر عددا من الثنائيات
-2اضبط الجهاز على مقياس المقاومة الظاهر عليه رمز المقاومة او
الثاني .
-3قم بقياس مقاومة الثنائي.
-4اعكس الثنائي وقم بالقياس مرة اخرى
Slide 10
للثنائيات انواع متعددة ،يستخدم كل نوع حسب حاجته في الدارة
الكهربائية ،فالثنائي العادي يعمل في منطقة االنحياز االمامي في
دارات التقويم .
االنحياز االمامي
Slide 11
ثنائي الجرمانيوم Ge
: Diode
ثنائي زينر
الثنائي الباعث للضوء
ثنائي السليكون
الثنائي الحساس للضوء
Slide 12
ذلك الثنائى المصنوع من الجرمانيوم ومحقون بشوائب تكون بلورة موجبة
مع شوائب اخرى تكون بلورة سالبة ،بحيث تكون البلورتان الموجبة
والسالبة متجاورتين .
ثنائي الجرمانيوم من القطع المشهورة وتستعمل دائما في دوائر القدرة
مثل دوائر التقويم Bridgeومن أشهرها
()Power Diode 1N4001
والخط الفضي دائما يدل على الكاثود.
Slide 13
ذلك الثنائي المصنوع من السيليكون ومحقون بشوائب تكون بلورة موجبة مع
شوائب اخرى تكون بلورة سالبة ،بحيث تكون البلورتان الموجبة ولسالبة
متجاورتين .
Slide 14
يعمل الزينر كثنائي عادي اذا وصل توصيال أماميا أما اذا وصل توصيال
عكسيا فانه عند قيمة معينة في الجهد العكسي سوف يزداد التيار العكسي
بصورة مفاجئة وشديدة ،يسمى الجهد العكسي الذى يتسبب في حدوث تيار
عكسي " جهد االنهيار " أو " جهد الزينر " ،ويعتمد جهد االنهيار أو جهد
الزينر أساسا على كمية الشوائب التى طعمت بها المادة لتي صنع منها ثنائى
الزينر.
والنقاط التالية جديرة بالذكر:
*يستغل جهد االنهيار العكسي لثنائى الزينر كجهد مرجعي
في دوائر تثبيت الجهد .
*يوصل ثنائى الزينر دائما عكسيا أما اذا وصل توصيال
أماميا فان خواصه تكون مثل الموحد العادي.
*عند دخول ثنائي الزينر منطقة االنهيار فانه لن يتلف أو
يحترق حيث أن الدائرة الخارجية الموصلة به تحد التيار
ليكون أقل من القيمة التى تسبب تلفه.
Slide 15
تنظيم الجهد بواسطة موحد الزينر :Zener Voltage Regulator
يوضح الشكل دائرة بسيطة تشرح كيفية استخدام ثنائى الزينر في تنظيم
الجهد ال ODCالمقاومة Rتحد من قيمة التيار ،جهد الخرج ثابت
ويساوى جهد انهيار الزينر بغض النظر عن تغير جهد الدخل أو تغير التيار
المسحوب بواسطة الحمل .
Slide 16
في هذا النوع من الثنائيات مواد خاصة تجعله يضئ
عندما يمر فيه تيار في حالة االنحياز االمامي وغالبا ما يكون الجهد الذي يعمل عليه 2v
وتعطى هذه الثنائيات ضوءا بألوان مختلفة منها االخضر واألصفر والبرتقالي وكذلك االحمر
Slide 17
تستخدم الثنائيات بشكل واسع في الحاسبات إلظهار االرقام .
وفي المصاعد.
وأجهزة التحكم عن بعد ( الرموت كنترول )
وألضواء االشارة في االجهزة الكهربائية مثل الراديو والتلفاز
وغيرها .
Slide 18
لحماية الثنائي من ارتفاع شدة التيار عادة يوصل على التوالي مع
مقاومة يمكن تحديد قيمتها بسهولة
فمثال اذا كان الجهد الذي يعمل عليه الثنائي 2فولت واعلى تيار
يتحمله 200ميلى امبير فان قيمة المقاومة تحسب من العالقة
المقاومة = جهد البطارية – جهد الثنائي
شدة التيار
Slide 19
ثنائي األنبعاث الضوئي ال L.E.Dيشع الضوء عندما يثار باشارة كهربية.
ويوصل ثنائى االنبعاث الضوئى كما في الشكل في االتجاه األمامي وتعتمد
نظرية عمل هذا الثنائي على أن الطاقة الكهربية المعطاة له بالتوصيل األمامي
تعمل على تحريك حامالت الشحنة مما يؤدي الى تولد فوتونات حرة تنبعث في
كل االتجاهات مسببة اشعاع الضوء .
وتوصل دائما مقاومة قيمتها مابين 680أوم إلى 1كيلو أوم لتحمي الثنائي
البعث للضوء LED
Slide 20
يعمل هذا الثنائي على تمرير التيار الكهربائي عندما يتعرض للضوء ،
ويوصل في الدارات الكهربائية بحيث يكون في حالة انحياز عكسي ،ويغلف
باسطوانة تسمح بمرور الضوء اليه من نافذة زجاجية صغيرة
يستخدم هذا الثنائي مجسا في دارات االنذار المختلفة وكذلك في
دارات الترانزستور .
يوصل الثنائى الضوئى توصيال عكسيا كما في الشكل
Slide 21
شكرا لكم