دیود چیست و چه کاربردی دارد ؟

در دنیای الکترونیک، قطعات مختلفی وجود دارند که هرکدام نقش خاصی را ایفا می‌ کنند. یکی از مهم ‌ترین و پرکاربردترین این قطعات، دیود (انگلیسی آن Diode)  است. اگر در حوزه الکترونیک فعالیت می ‌کنید، چه به عنوان دانشجو، تکنیسین تعمیرات، یا مهندس طراح مدار، احتمالاً با دیود آشنا هستید یا دست‌ کم نام آن را شنیده ‌اید. این قطعه‌ ی کوچک، علی ‌رغم ظاهر ساده‌ اش، نقش بسیار بزرگی در عملکرد صحیح مدارهای الکترونیکی ایفا می ‌کند. از کنترل جهت جریان گرفته تا محافظت در برابر ولتاژ ناگهانی، دیودها قلب تپنده بسیاری از مدارها هستند. در این مقاله از بلاگ ایران کامپو قصد داریم به صورت جامع و با زبانی روان به بررسی دیود چیست، ساختار، کاربردها، انواع مختلف و نحوه تست آن بپردازیم.

برای خرید دیود کلیک کنید.

دیود چیست؟ معرفی ساده و کاربردی Diode

دیود یک قطعه‌ ی الکترونیکی نیمه‌ هادی است که جریان برق را تنها در یک جهت از خود عبور می‌ دهد. این ویژگی خاص باعث شده دیود نقش مهمی در یک‌ سوسازی جریان، محافظت مدارات و کنترل جهت جریان داشته باشد.

ساختار دیود به این صورت است که  دیود از اتصال دو نوع نیمه ‌رسانا ساخته می ‌شود:  نیمه ‌رسانای مثبت P و نیمه ‌رسانای نوع منفی N،  این اتصال را اتصال PN می ‌نامند. در ناحیه ‌ی اتصال این دو، یک ناحیه‌ ی باریک به نام ناحیه تخلیه شکل می ‌گیرد که نقش کلیدی در عملکرد دیود دارد.

• پایه مثبت دیود: آند (Anode)
• پایه منفی دیود: کاتد (Cathode)

به زبان ساده، دیود مانند یک شیر یک ‌طرفه عمل می ‌کند، اگر جریان در جهت درست (جهت مستقیم) باشد، عبور می‌ کند؛ اما اگر در جهت مخالف باشد (جهت معکوس)، آن را متوقف می ‌کند.

کاربرد دیود در مدارهای الکترونیکی

در ظاهر، دیود فقط یک قطعه ساده برای عبور جریان از یک جهت است، اما در عمل، کاربردهای بسیار گسترده ‌ای دارد:

• یک‌ سوساز جریان متناوب  AC به DC در منابع تغذیه
• محافظت در برابر ولتاژ معکوس در موتورها یا رله ‌ها
• محدود کننده ولتاژ با استفاده از دیود زنر
• محافظت در برابر نوسانات ناگهانی برق با دیود  TVS
• نوردهی و نمایش وضعیت مدار با  LED
• تنظیم فرکانس و ظرفیت در مدارات رادیویی با دیود واراکتور
• استفاده در مدارهای فرکانس بالا (دیود شاتکی)

بایاس دیود چیست؟ آشنایی با بایاس مستقیم و معکوس

بایاس به معنای اعمال ولتاژ خارجی به دیود است تا رفتار خاصی از آن بگیریم.

🔹 بایاس مستقیم (Forward Bias)

پایانه مثبت منبع به آند و منفی به کاتد متصل می‌شود → دیود هادی می ‌شود و جریان عبور می ‌کند.

🔹 بایاس معکوس (Reverse Bias)

پایانه مثبت به کاتد و منفی به آند وصل است → دیود عبور جریان را مسدود می ‌کند.

انواع دیود و کاربردهای آنها

در این بخش، انواع رایج دیود را با توضیح کامل، کاربردها و ویژگی‌ های منحصربه‌ فرد آن‌ ها معرفی می‌ کنیم.

دیود معمولی (PN Junction Diode)

دیود PN ابتدایی ‌ترین نوع دیود است که از اتصال یک لایه نوع P و یک لایه نوع N ساخته شده است.
در بایاس مستقیم، جریان از آند به کاتد عبور می‌ کند و در بایاس معکوس، عبور جریان متوقف می ‌شود.

کاربردها:

• تبدیل برق AC به DC
• محافظت پایه ‌ای در مدارهای ساده
• کنترل جهت جریان در مدارهای دیجیتال

دیود زنر (Zener Diode)

برخلاف سایر دیودها، دیود زنر به‌گونه ‌ای طراحی شده که در بایاس معکوس هم می ‌تواند ولتاژ خاصی را عبور دهد. به ‌عبارتی دیگر، زنر در یک ولتاژ معین شکسته می‌ شود (Breakdown Voltage) و از آن ولتاژ به بعد، جریان را عبور می ‌دهد.

کاربردها:

• تثبیت ولتاژ (Voltage Regulation)
• محافظت از مدار در برابر افزایش ولتاژ
• استفاده در مدارهای مرجع ولتاژ

🔗 دیود زنر چیست و چه کاربردی دارد؟

دیود نوری (LED)

LED  یا “دیود نوردهنده” زمانی که جریان از آن عبور کند، نور تولید می ‌کند. این دیودها در رنگ‌ های مختلف و اشکال گوناگون در دسترس‌اند.

کاربردها:

• نمایشگرهای صنعتی و خانگی
• چراغ‌های هشدار و وضعیت در تجهیزات
• نورپردازی دکوراتیو و صنعتی
• مصرف بسیار پایین انرژی

دیود شاتکی (Schottky Diode)

دیود شاتکی دارای افت ولتاژ بسیار پایین (حدود ۰.۲ تا ۰.۳ ولت) است و سریع ‌تر از دیودهای معمولی عمل می‌ کند.

کاربردها:

• منابع تغذیه سوئیچینگ
• مدارهای پرسرعت دیجیتال
• محافظت از ریزپردازنده ‌ها در برابر برگشت ولتاژ

🔗 دیود شاتکی چیست و انواع آن کدام اند

دیود واراکتور (Varactor Diode)

دیود واراکتور مانند یک خازن متغیر عمل می ‌کند. با تغییر ولتاژ اعمال ‌شده، ظرفیت آن تغییر می ‌کند.

کاربردها:

• تنظیم فرکانس در مدارات RF
• تیونینگ در گیرنده ‌های رادیویی و تلویزیونی
• فیلترهای فرکانسی قابل تنظیم

🔗 دیود واراکتور چیست؟

دیود TVS (Transient Voltage Suppression Diode)

دیود TVS برای محافظت مدار در برابر نوسانات لحظه ‌ای و شدید ولتاژ طراحی شده است. در صورت رخ دادن شوک ولتاژی (مثل ESD یا Surge)، دیود TVS به سرعت فعال می ‌شود و انرژی اضافی را منحرف می ‌کند.

کاربردها:

• محافظت پورت‌های USB و اترنت
• مدارات خودرویی و صنعتی
• بردهای حساس الکترونیکی

🔗 انواع دیود TVS کدام اند؟

نحوه تست دیود

1. مولتی‌ متر را روی حالت “Diode” قرار دهید.
2. پروب قرمز را به آند و مشکی را به کاتد بزنید.
3. در جهت مستقیم: عدد ۰.۵ تا ۰.۷ → دیود سالم
4. حالا جای پروب‌ها را عوض کنید.

اگر دیود سالم باشد، باید عدد “OL” یا علامت قطع بودن مدار را نشان دهد. چنانچه در هر دو حالت عدد صفر یا عدد مشابه دیدید، احتمالاً دیود اتصال کوتاه شده است. و اگر در هر دو حالت “OL” بود، دیود قطع شده یا سوخته است.

1. در جهت معکوس: نمایش OL → سالم
2. اگر در هر دو جهت عدد بسیار پایین یا صفر نشان دهد → دیود سوخته است.

نکته: برای دیود شاتکی، عدد کمتر از ۰.۴ هم طبیعی است.

نماد دیود

در تصویر زیر نماد استاندارد دیود که به‌ صورت یک پیکان است که به یک خط عمود برخورد می‌ کند قرار گرفته است که در آن، پیکان: مسیر عبور جریان (آند) و خط عمود: مسدود کننده جریان معکوس (کاتد) می باشد.

ساختار دیود چیست

دو ماده نیمه هادی سیلیکون و ژرمانیوم را میتوان در ساختار دیود داشت. برای ساخته شدن ناحیه P دیود ناخالصی هایی از جنس آلومینیوم، بور و گالیوم به ماده نیمه هادی اضافه میشود که عامل ایجاد کننده حفره میباشند. حال ناحیه P با پلاریته مثبت در دیود ایجاد میشود.

اما برای ایجاد ناحیه N از آرسنیک، فسفر و آنتیموان که افزایش دهنده الکترون میباشند استفاده میشود. پلاریته این بخش منفی است که به آن کاتد میگوییم.

نکات مهم در خرید دیود، از کجا دیود اصل بخریم؟

دیود یکی از قطعات کلیدی و پایه ‌ای در دنیای الکترونیک است که کاربردهای بسیار متنوعی دارد. از ساده ‌ترین مدارهای تغذیه گرفته تا پیشرفته ‌ترین سیستم ‌های نوری و راداری، دیودها حضوری فعال دارند. شناخت انواع دیود، کاربردها، نحوه تست و ساختار آن ‌ها می‌تواند به ما کمک کند تا مدارهای دقیق ‌تر، پایدارتر و کارآمدتری طراحی کنیم.

دیودهای غیراصل یا بی‌ کیفیت ممکن است در شرایط بایاس غیرعادی عمل کنند یا به‌ سرعت بسوزند. برای پروژه ‌های صنعتی یا حساس، بهتر است از فروشگاه‌ های معتبر خرید کنید. در فروشگاه ایران کامپو، مجموعه ‌ای کامل از انواع دیودها با ضمانت اصالت، موجود است. تیم پشتیبانی فنی ما نیز آماده راهنمایی در انتخاب دیود مناسب هستند.

سوالات متداول درباره دیود

فرق دیود و ترانزیستور چیست؟

دیود جریان را کنترل می‌کند؛ ترانزیستور می‌تواند تقویت یا سوئیچینگ انجام دهد.

چرا دیود فقط در یک جهت جریان را عبور می‌ دهد؟

به دلیل ناحیه تخلیه بین لایه ‌های P و N.

آیا دیود هم می‌ سوزد؟

بله. در صورت عبور جریان بیش از حد یا اتصال نادرست، ممکن است خراب شود.

قیمت دیود چقدر است؟

از چند صد تومان تا چند صد هزار تومان، بسته به نوع و برند.