في هذه المقالة ، سنناقش انخفاض جهد الصمام الثنائي ، وسبب حدوثه وكيف يمكننا حسابه. الصمام الثنائي هو جهاز أشباه الموصلات يسمح بتدفق تيار اتجاهي واحد ويحد من تدفق التيار على جانب آخر.
يشير انخفاض جهد الصمام الثنائي بشكل أساسي إلى انخفاض جهد التحيز الأمامي. يحدث في الصمام الثنائي الموجود في الدائرة الكهربائية عندما يمر التيار عبرها. هذا الانخفاض في جهد التحيز الأمامي هو نتيجة عمل منطقة النضوب التي شكلتها تقاطع PN تحت تأثير الجهد المطبق.
ما هو انخفاض الجهد الصمام الثنائي؟
انخفاض جهد الصمام الثنائي هو نتيجة لتدفق التيار من القطب الموجب إلى الكاثود. عندما يتم إجراء الصمام الثنائي في انحياز أمامي ، يُعرف الانخفاض المحتمل عبره بانخفاض جهد الصمام الثنائي أو انخفاض الجهد الأمامي.
من الناحية المثالية ، لا ينبغي أن يكون هناك أي انخفاض في الجهد عبر الصمام الثنائي عندما يحمل التيار ويعمل لتوليد جهد خرج تيار مستمر. في الحياة الواقعية ، يحدث انخفاض صغير في الجهد بسبب المقاومة الأمامية والجهد الانهيار الأمامي. بالنسبة للسيليكون ، يبلغ انخفاض جهد الصمام الثنائي حوالي 0.7 فولت.
ما مقدار الجهد الذي ينخفض فيه الصمام الثنائي؟
يسقط أي ديود مقدارًا معينًا من الجهد عبر أطرافه. انخفاض جهد الصمام الثنائي بمقدار 0.7 فولت يعني أن الجهد عبر المقاوم أو الحمل الموجود في الدائرة هو (جهد الإمداد - 0.7) فولت.
يختلف انخفاض الجهد عبر الثنائيات المختلفة. عادةً ما يتراوح من 0.6 إلى 0.7 فولت لصمام ثنائي صغير من السيليكون. بالنسبة لثنائيات شوتكي ، فإن قيمة انخفاض الجهد هي 0.2 فولت. بالنسبة للثنائيات أو المصابيح الباعثة للضوء ، يتراوح انخفاض الجهد من 1.4 إلى 4 فولت. تحتوي صمامات الجرمانيوم على انخفاض في الجهد يبلغ 0.25-0.3 فولت.
اقرأ المزيد عن….انخفاض الجهد للكابل: كيفية حساب وحقائق مفصلة
لماذا يوجد انخفاض في الجهد في الصمام الثنائي؟
يحدد الصمام الثنائي ، في الانحياز الأمامي ، مستوى جهد مناسبًا بحيث يمكنه دفع الشحنات الإلكترونية نحو تقاطع PN. يمكن أن يقال إنه مشابه لـ "رفع" كل كرة إلى أعلى الطاولة من الأرضية.
يتسبب الاختلاف في مستوى الطاقة المطلوب لتحريك الشحنات الإلكترونية عبر تقاطع PN في حدوث انخفاض الجهد. أيضًا ، هناك بعض المقاومة في الصمام الثنائي المسؤولة عن مقدار معين من انخفاض الجهد. يعتمد انخفاض الجهد بسبب المقاومة على معدل التدفق الحالي المسموح به عند تقاطع PN.
كيفية حساب انخفاض الجهد الصمام الثنائي؟
قطرات الجهد من الثنائيات المختلفة مختلفة. بالنسبة إلى الصمام الثنائي السليكوني ، يبلغ حوالي 0.7 فولت ، أما بالنسبة إلى الصمام الثنائي الجرمانيوم ، فيبلغ 0.3 فولت ولأجل شوتكي الصمام الثنائي حوالي 0.2 فولت. المصابيح لها قيم انخفاض الجهد المختلفة.
الآن إذا أردنا حساب انخفاض الجهد عبر أي عنصر آخر في الدائرة ، فنحن بحاجة إلى طرح انخفاض الجهد للثنائيات الموجودة بين هذا العنصر والمصدر من جهد المصدر. لذا فإن انخفاض الجهد لهذا العنصر هو (مصدر الجهد - مجموع قطرات الجهد الثنائي).
كيفية إسقاط الجهد باستخدام الصمام الثنائي؟
الثنائيات زينر جيدة لإسقاط الجهد. ومع ذلك ، فإن الطريقة البسيطة لإسقاط الجهد باستخدام الثنائيات هي توصيل صمامات ثنائية متعددة في سلسلة مع الإمداد. يتسبب كل صمام ثنائي في انخفاض الجهد بمقدار 0.7 فولت تقريبًا.
تسمح الثنائيات بتدفق اتجاهي واحد فقط للكهرباء ، لكن الصمام الثنائي سيوصل الكهرباء فقط ، عندما يلامس العرض العتبة. عتبة الصمام الثنائي القياسي للسيليكون هي 0.6 فولت. … بعد ربط كل صمام ثنائي على التوالي ، ينخفض الجهد بمقدار 0.6 فولت. باستخدام هذه التقنية ، يمكننا إسقاط الجهد في دائرة باستخدام الثنائيات.
اقرأ أيضًا ...كيفية حساب انخفاض الجهد في دائرة متوالية: حقائق مفصلة
الأسئلة الأكثر تكرارا
كيفية تقليل الجهد باستخدام الصمام الثنائي زينر؟
الصمام الثنائي Zener هو حالة خاصة من الثنائيات التي تسمح للتيار بالتدفق العكسي في جهد معين ، والمعروف باسم جهد زينر. يمكن أن تقلل أيضًا من الاتجاه المعاكس الجهد والعمل كمنظم جهد فعال.
لاستخدام الصمام الثنائي زينر لتقليل الجهد ، علينا توصيله بالتوازي مع الحمل في الدائرة. يجب أن يكون جهد الإمداد أعلى من جهد زينر ويجب أن يكون الصمام الثنائي متحيزًا عكسيًا. يساعد هذا الاتصال في تقليل الجهد العكسي إلى قيمة محددة ويعمل كمنظم للجهد.
صيغة انخفاض الجهد الثنائي
من أجل البساطة ، يُفترض أن انخفاض الجهد الأمامي عبر الصمام الثنائي هو 0.7 فولت الآن ، إذا كان هناك صمام ثنائي واحد فقط في الدائرة مع الحمل ، فإن انخفاض الجهد عبر الحمل هو (جهد الإمداد - 0.7) فولت.
في حالة وجود ثنائيات متعددة في سلسلة في الدائرة ، يكون انخفاض الجهد عبر الحمل (جهد الإمداد - عدد الثنائيات * 0.7). على سبيل المثال ، في الصورة 1 ، انخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي D1 = (5-0.7) = 4.3 فولت. انخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي D2 = (5-2 * 0.7) = 3.6 فولت. انخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي D3 = (5- 3 * 0.7) = 2.9 فولت.
اقرأ المزيد عن….انخفاض الجهد لمرحلة واحدة: كيفية حساب الحقائق التفصيلية
مخطط انخفاض الجهد الثنائي
يوضح الجدول أدناه حدود انخفاض الجهد لأنواع مختلفة من الثنائيات.
| نوع الصمام الثنائي | انخفاض الجهد |
| صمام ثنائي السيليكون | شنومكس-شنومك فولت |
| الصمام الثنائي الجرمانيوم | شنومكس-شنومك فولت |
| شوتكي الصمام الثنائي | شنومكس-شنومك فولت |
| أحمر LED | شنومكس-شنومك فولت |
| الأزرق LED | شنومكس-شنومك فولت |
| الصمام الأصفر | شنومكس-شنومك فولت |
| الأخضر LED | شنومكس-شنومك فولت |
| الأبيض LED | شنومكس-شنومك فولت |
| الصمام البرتقالي | شنومكس-شنومك فولت |
| الصمام البنفسجي | شنومكس-شنومك فولت |
انخفاض الجهد الثنائي مقابل درجة الحرارة
انخفاض جهد الصمام الثنائي هو فرق الجهد عبر أطراف الصمام الثنائي التشغيلي. يعتمد انخفاض الجهد على معامل درجة حرارة الصمام الثنائي وسلوك العناصر الأخرى في الدائرة.
معامل درجة الحرارة الموجب أو السالب سيزيد أو ينقص على التوالي انخفاض جهد الصمام الثنائي. تحتوي معظم ثنائيات السيليكون على معامل درجة حرارة سالب مما يعني أن انخفاض الجهد يتناقص مع زيادة درجة الحرارة. الصمام الثنائي زينر له معامل درجة حرارة موجب مما يزيد من انخفاض الجهد.
انخفاض الجهد الثنائي مقابل التيار
• انخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي مع التيار بطريقة غير خطية. ولكن بما أن المقاومة التفاضلية أقل ، فإن الزيادة تكون بطيئة للغاية. يمكننا النظر في الجهد الأمامي مقابل الخصائص الحالية.
من المنحنى الرابع ، يمكننا أن نرى أن قدرًا كبيرًا من الزيادة في التيار ينتج في البداية زيادة طفيفة في الجهد. ثم يرتفع الجهد بسرعة أكبر ، وفي النهاية يتصاعد بسرعة كبيرة. يُظهر منحنى IV نموًا أسيًا للجهد مع التيار. بحلول الوقت الذي يعبر فيه Vd 0.6 / 0.7 V ، فإنه يتحرك لأعلى بسرعة.
عندما ينخفض الجهد عبر الصمام الثنائي PN تقاطع؟
عندما يمر التيار عبر أي مكون موجود في الدائرة ، يحدث انخفاض في الجهد. وبالمثل ، عندما يمر التيار عبر الصمام الثنائي في انحياز أمامي ، فهناك انخفاض الجهد، المعروف باسم انخفاض الجهد الأمامي.
لا يستطيع الصمام الثنائي للوصل pn إرسال التيار من التقاطع في الانحياز العكسي لمقاومة عالية جدًا. يعمل الوصل pn مثل دائرة مفتوحة ، لذلك يظل انخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي المثالي للتقاطع pn كما هو. إنه يساوي جهد البطارية.
أيضا ، يرجى النقر لمعرفة المزيد الثنائيات العضوية الباعثة للضوء.
