دیود 1N4148

توضیحات دیود
ماکزیمم ولتاژ معکوس : 75V	جریان : 0.3A
تعداد پایه : 3	فرمت پایه ها : DO-35

دیود سیگنال :

دیود سیگنال یک نیمه هادی غیرخطی کوچک است که در مداراتی که دارای جریان کم و یا فرکانس بالا مانند رادیو، تلویزیون و مدارهای منطقی دیجیتال هستند کاربرد دارد. دیود سیگنال که همچنین با نام قدیمی خود دیود نقطه تماس و یا دیود پسیو شیشه ای نامیده می شود از لحاظ فیزیکی بسیار کوچکتر از دیودهای قدرت هم خانواده خود است.

به طور کلی، اتصال PN یک دیود سیگنال جهت محافظت داخل یک کپسول شیشه ای قرار داده شده است و معمولا جهت تشخیص اتصال پایه کاتد بر روی بدنه آن سمت پایه کاتد دارای نوار مشکی یا قرمز می باشد. کاربردی ترین نوع دیود سیگنال شیشه ای نوع 1N4148 می باشد که معادل دیود سیگنال 1N914 می باشد.

دیودهای سیگنال، جریان و توان بسیار کمتری در نهایت در حدود 150 میلی آمپر، 500 میلی ولت در مقایسه با دیودهایی یکسو کننده دارند. اما آن ها می توانند در کاربردهای فرکانس بالا و یا قطع و تعویض شکل موج پالس کوتاه بهتر عمل کنند. ویژگی های دیود سیگنال بسیار متفاوت تراز ویژگی های دیودهای ژرمانیم و سیلیکونی می باشد که به شرح زیر است :

1–  دیود سیگنال ژرمانیوم : در کل دارای مقدار مقاومت معکوس کمی هستند و افت ولتاژی در حد 0.2 تا 0.3 ولت در دوسر آن ایجاد می شود اما دارای مقدار مقاومت زیادی در حالت مستقیم می باشند.

2–  دیود سیگنال سیلیکون : دارای مقدار مقاومت معکوس زیادی هستند و افت ولتاژی در حد 0.6 تا 0.7 ولت در دوسر آن ایجاد می شود اما دارای مقدار مقاومت کمی در حالت مستقیم می باشند.

نماد الکترونیکی دیود سیگنال یک فلش با یک خط در انتهای ان می باشد. نمودار V-I آن در زیر آورده شده است.

منحنی مشخصه V-I دیود سیگنال :

جهت پیکان همیشه در جهت عبور جریان از دیود می باشد این به این معنی است که دیود در حالتی کار می کند که سر مثبت منبع تغزیه به اتصال آند و سر منفی منبع تغذیه به اتصال کاند وصل شود. دیود سیگنال شبیه یک شیر الکترونیکی یک طرفه عمل می کند. و به جریان اجازه می دهد از یک سو حرکت کند.اتصال منبع به صورت معکوث باعث جلوگیری از عبور جریان شده و دیود مانند یک اتصال باز عمل می کند.

دیود در حالت های مستقیم و معکوس :

پس می توانیم بگوییم یک دیود سیگنال جریان مستقیم عبور می دهد و از عبور جریان معکوس جلوگیری می کند. دیود سیگنال کاربردهایی مانند کلید یکسوساز و محدود کنننده جریان دارد.

پارامتر های دیود سیگنال :

دیود سیگنال در طیف وسیعی از ولتاژ وجریان تولید می شود و در انتخاب آن باید به کاربرد آن دقت شود. ویژگی های متعددی از دیودهای سیگنال وجود دارد که تعدادی از این ویژگی ها با اهمیت تر می باشد.

جریان مستقیم ماکسیمم :

جریان مستقیم ماکسیمم IF max عبارت است از حداکثر جریان مجاز عبوری از دیود زمانی که به صورت مستقیم به منبع متصل است و شبیه یک مقاومت بسیار کوچک عمل کرده و در نتیجه توان به صورت گرما تلف می شود.

مقدار بیشتر از جریان مستقیم ماکسیمم باعث ایجاد گرمای بیش از حد دیود و آسیب به آن می شود. زمانی که دیود در نزدیکی جریان مستقیم ماکسیمم کار می کند بهترین راه استفاده از خنک کننده های جانبی جهت کاهش گرمای تولیدی دیود می باشد.

به عنوان مثال دیود سیگنال 1N4148 دارای جریان مستقیم ماکسیمم 150میلی آمپرو توان مصرفی 500 میل ولت در دمای 25 درجه سانتی گراد می باشد. در نتیجه جهت کاهش مقدار جریان به مقدار کمتر از آن باید از یک مقاومت سری با آن استفاده کرد.

پیک ولتاژ معکوس :

پیک ولتاژ معکوس (PIV) یا ولتاژ معکوس ماکسیمم (VRmax) حداکثر ولتاژی که به دو سر دیود بدون آسیب زدن به آن می توان متصل کرد. این مقدار کمتر از مقدار پدیده شکست بهمنی بر روی منحنی در بایاس معکوس می باشد. مقادیر معمول از چند ولت تا هزار ولت می باشد و در جایگزینی دیود باید در نظرگرفته شود.

پیک ولتاژ معکوس مولفه مهمی است و معمولا برای دیودهای قدرت در مدارات یکسوساز AC در زمان تغییرات شکل موج سینوسی از مقدار مثبت به مقدار منفی کاربرد دارد.

اتلاف توان کلی :

دیودهای سیگنال  دارای یک مقدار اتلاف توان کلی PDmax هستند. این مقدار حداکثر مقدار امکان پذیر اتلاف توانی است که یک دیود در اتصال مستقیم جریان ایجاد  می کند.

هنگامی که جریان نامناسبی را به دیود وصل کنیم باعث ایجاد مقاومت و در نهایت اتلاف توان به صورت گرما از طریق دیود می شود.

در یک دیود سیگنال که به عنوان المان غیرخطی شناخته می شود مقدار مقاومت اتصال PN مقدار ثابتی نیست و این مقدار متغیر باعث می شود تا ما نتوانییم همانند یک مقاومت عادی براساس قانون اهم مقدار جریان، ولتاژ و توان آن را محاسبه کنیم. براین اساس مقدارهدررفت توان دیود را می توان با ضرب ولتاژ دو سر آن در جریان عبوری از آن محاسبه کرد.

PD=V×I

حداکثر دمای کاری :

حداکثر دمای کاری در واقع به درجه حرارت محل اتصالدیود مربوطه وابسته است و به حداکثر اتلاف توان مربوط می شود. حداکثر درجه حرارت مقداری است که در ساختار دیود تغییری ایجاد نشود و واحد آن درجه سانتی گراد بر وات (C/W) می باشد.

این مقدار به حداکثر جریان عبوری وابستگی شدیدی دارد و بنابراین از مقدار مجاز این مقدار تجاوز نمی کند با این حال حداکثر جریان عبوری  به دمای محیط کاری نیز بستگی دارد و برای دمای محیط دو یا چند مقدار مانند C25 و C70 تعریف شده است.

پس در انتخاب دیود سیگنال این سه پارامتر مهم می باشد :

محدوده ولتاژ معکوس

محدوده جریان مستقیم

محدوده اتلاف توان مستقیم

دیود سیگنال آرایه ای :

در هنگام کمبود فضا یا موارد دیگر دیودهای آرایه ای بسیار مفید می باشند. دیود سیگنال آرایه ای معمولا از دیودهای سیلیکونی مانند 1N4148 متصل به هم در یک بسته بندی با عنوان آرایه در مدارات الکترونیکی استفاده می شود. این آرایه از اتصال 4 یا بیشتر دیود به صورت کاتد مشترک (CC)یا آند مشترک (AC) تشکیل شده است.دیود سیگنال آرایه ای :

دیودهای سیگنال آرایه ای در مدارات کامپیوتری جهت محافظت در مقابل تخلیه الکتریسیته ساکن ESD مورد استفاده قرار می گیرد.

با اتصال دو دیود به صورت سری با مسیر انتقال منبع داده به صورت نشان داده شده در شکل می توان سیگنال های ناخواسته حذف کرد و با یک آرایی 8 تایی می توان 8 مسیر انتقال را محاففظت کرد.

اتصال سری دیود سیگنال :

یکی از کاربردهای دیود سیگنال ساخت منبع تغذیه کنترل شده می باشد. با اتصال دیودها به صورت سری یک ولتاژ ثابت در دو سر اتصال ایجاد می شود. ولتاژ دو سر دیودها صرف نظر از جریان عبوری ثابت می ماند. مدار زیر را در نظر بگیرید :

دیودهای سیگنال سری :

افت ولتاژ دو سر یک دیود سیلیکون ثابت و برابر 0.7 ولت می باشد در حالی که مقدار جریان عبور از آن مقدار متفاوتی است با استفاده از یک دیود می توان یک مدار ساده تثبیت ولتاژ ساخت. افت ولتاژ دو سر هر دیود از ولتاژ کل منبع کم می شود و در مثال ساده ما به این صورت است :10v – ( 3 x 0.7v )= 7.9v.

این به این دلیل است که هر دیود مقداری مقاومت در برابر جریان عبوری از خود نشان می دهد و در سه دیود سری این 3 بار تکرار می شود. به علاوه با وجود مقاومت بار به صورت یک مدار تقسیم ولتاژ عمل می کند.

با اضاف کردن دیود کاهش ولتاژ بیشتری رخ خواهد داد. همچنین می توان با اتصال موازی دیودها با مقاومت بار از آن به عنوان مدار تثبیت ولتاژ استفاده کرد. در این مثال ولتاژ اعمالی به دو سر مقاومت بار برابر خواهد بود با :

3 x 0.7v = 2.1v

البته ما می توانیم همین کار را با استفاده از یک دیود زنر حتی در نبود مقاومت بار انجام دهیم.

دیود هرزگرد :

دیود سیگنال را همچنین در مدارهای کلامپ ، محافظ و شکل دهی موج به وسیله مدارهای ساده دیودی که یکی از آن ها دیودهای موازی با یک سیم پیج یا یک مقاومت بار برای جلوگیری از آسیب مدارهای سویچینگ حساس به وسیله حذف نوسانات ولتاژ یا زمانی که مصرف کننده خاموش است می توان استفاده کرد.

از دیود سیگنال می توان جهت محافظت سویچ های حالت مایع مانند ترانسیستورهای قدرت و Mosfet در مقابل تغذیه معکوس و همچنین در مقابل مقاومت بارهایی مانند سیم پیج و رله  استفاده کرد. نمونه ای از اتصالات آن در زیر نمایش داده شده است.

ارائه شده در فروشگاه قطعات الکترونیک بازار برق