الرئيسية » هندسة الالكترونيات » نظم ودوائر إلكترونية » الدايود PNPN (دايود شوكيلى- Shockely Diode)

الدايود PNPN (دايود شوكيلى- Shockely Diode)

مقدمة

دايود شوكيلى عنصر إلكترونى من أشباة الموصلات رباعى الطبقات (P-N-P-N) ثلاثى الوصلات (J1-J2-J3) ، سمى باسم مخترعه وليام شوكيلى Wlliam Shockely-Diode وأحيانا يطلق عليه PNPN Diode. ورغم أنه غير شائع تجاريا وتطبيقاته محدودة فالغرض من دراسته فهم واستيعاب عائلة الثريستور من SCR و Triac و Diac والذى يعتبر نواتها ومشتقاته .

التركيب البنائى ورمز الدايود شوكلى

               

ش(1)

كما فى شكل (1) الدايود تركيبا مكون من أربع طبقات من النوع الموجب P-Type والنوع السالب N-Type من أنصاف النواقل (أشباة الموصلات) ومن ثم فهو ثلاثى الوصلات J1-J2-J3  وثنائى الأطراف بما يشابه الدايود العادى ذو الطبقتين فقط والوصلة الواحدة وتأخذ الطرفان نفس مسمى الدايود العادى Anode A ,وCathode-K  ويمكن النظر لمكون دايود شوكلى من منظور تكوين الترانسستور (ثلث طبقات ووصلتين) كما فى ش(2)

           

ش(2)

ومع تطبيق جهد موجب على  طرف الأنود A بالنسبة لطرف الكاثود K يصبح فى وضع توصيل أمامى كما فى  الدايو العادى إلا أنه يختلف عنه بسبب وجود وصلة فى منتصفه فى وضع انحياز عكسى فلا يدخل نطاق التوصيل إلا عند جهد معين على خلاف الدايود العادى الذى يدخل نطاق التوصيل مع تخطى الجهد الأمامى لجهد العتبة (0.7فولت فى السليكون و 0.3 فولت فى الجرمانيوم)

التشغيل ومنحنى الخواص لدايود شوكلى

بالجهد الأمامى الموجب Vak تصبح الوصلة فى المنتصف فى جهد عكسى أى مقاومة عالية جدا وبالتالى رغم أن كلا من الوصلة J1 والوصلة J3  فى انحياز أمامى ومقاومتها بضع أوم قإن الدايود فى وضع قطع Off ، بزيادة الجهد الموجب Vak ووصولة إلى حد معين يسمى Break Over Load-B.O.L يبدأ التيار فى زيادة ملحوظة نظرا لتكسر الروابط بفعل الجهد وما أن يصل التيار إلى قيمة تسمى تيار الامساك (Ih) تتحول الوصلة J2  إلى مقاومة صغيرة جدا ويدخل الدايود إلى وضع التوصيل (On) ولا يحد تزايد ألا مقاومة الحمل ليستقر تيار الدايود عند قيمة معينة .

أما إذا كان الجهد Vak سالبا الوصلة J2 تكون فى انحيازأمامى و كلا الوصلتين J1 و J2   فى انحياز عكسى وزيادة الجهد تؤدى إلى وصولهما إلى جهد الانكسار وبالحرارة فيهما يتلفان وعليه فدايود شوكلى لا يعمل فى الجهد السالب على طرفيه والشكل ش(3) يوضح منحنى الخواص للدايود  وبالتالى لا تجده فى دوائر توحيد التيار المتردد للموجة الكامله واستخدم الدايود محصور فى حفز Trigger الثريستور والترياك ش(4)

     

ش(3)                                                                         ش(4)

فى ش(4) دائرة SCR يتم حفزه بتيار تفريغ المكثف C1 ، قالمكثف والدايود Off يتم شحنه عبر المقاومة المتغيرة Vr وما أن تصل قيمة الشحنة إلى القيمة الجهدية التى تسبب تيار الامساك Ih للدايود حتى يتحول إلى وضع التوصيل (On) قيتم التفريغ عبى وصلة الثريستور GE ويدخل نطاق التوصيل ويمرر الطاقة الكهربية للحمل فى النصف الموجب لها وبضبط الثابت الزمنى تاو لدائرة RC بالمقاومة المتغيرة يمكن تسريع أو ابطاء شحن المكثف وتفريغه ومن ثم  تحديد الجزء الموجب المار من الثريستور ش(5)

ش(5)

اترك رد