دیود یکی از ساده‌ترین و در عین حال مهم‌ترین قطعات الکترونیکی است که تقریباً در هر مدار برقی ردپایی از آن دیده می‌شود. این قطعه کوچک وظیفه دارد جریان را تنها در یک جهت عبور دهد و به همین دلیل مانند یک دروازه عمل می‌کند. دیودها فقط به یک مدل محدود نمی‌شوند؛ بلکه انواع مختلفی از آنها وجود دارد که هرکدام کاربرد و ویژگی خاص خود را دارند. از دیودهای یکسوساز گرفته تا دیودهای نوری و زنر، هر کدام در جایگاه خود نقش مهمی در دنیای الکترونیک ایفا می‌کنند. شناخت انواع دیود به ما کمک می‌کند درک بهتری از عملکرد مدارها داشته باشیم و انتخاب درستی برای طراحی یا تعمیر آنها انجام دهیم.
در این مقاله از تیم خدمات پرینت سه بعدی موسیتو، به‌صورت مرحله‌به‌مرحله، انواع دیود و کاربردهای آنها—از یک‌سوسازی تا تثبیت ولتاژ و محافظت مدار—همراه با روش‌های انتخاب، تست و اتصال آموزش داده شده است. هر بخش با توضیحات ساده و دقیق ارائه شده تا بتوانید با اطمینان دیود مناسب را برگزینید و در پروژه‌های الکترونیکی خود به‌درستی به‌کار بگیرید.
دیود چیست؟
دیود یک قطعه الکترونیکی نیمه عادی است که جریان برق را فقط در یک جهت عبور می‌دهد و از عبور آن در جهت مخالف جلوگیری می‌کند. به همین دلیل دیود را می‌توان شبیه یک شیر یک‌طرفه در مدارهای الکتریکی دانست. دیود از ترکیب دو لایه نیمه‌هادی ساخته می‌شود؛ یک لایه نوع P (دارای بار مثبت) و یک لایه نوع N (دارای بار منفی). اتصال این دو لایه باعث ایجاد پیوند PN می‌شود که اساس عملکرد دیود را شکل می‌دهد. وقتی جریان در جهت درست (از آند به کاتد) به دیود وارد شود، دیود هدایت می‌کند و برق عبور می‌کند. اما اگر جریان بخواهد در جهت مخالف حرکت کند، دیود مانع آن می‌شود.
انواع دیود
دیودها تنوع بسیار زیادی دارند و هر کدام بسته به ساختار، ویژگی‌ها و کاربردشان در مدارهای الکترونیکی جایگاه خاصی پیدا می‌کنند. شناخت کامل انواع دیود به ما کمک می‌کند بدانیم در هر پروژه یا مدار، کدام نوع بهترین انتخاب است. در ادامه به معرفی جامع‌ترین انواع دیود و کاربردهای آنها می‌پردازیم:
دیود یکسوساز
پرکاربردترین نوع دیود است و بیشتر برای تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم استفاده می‌شود. این دیودها در منابع تغذیه و آداپتورها حضور دارند و بدون آنها امکان تبدیل برق شهری به برق قابل استفاده برای دستگاه‌های الکترونیکی وجود ندارد.
این دیود برای تبدیل برق متناوب به مستقیم استفاده می‌شود. اگر آداپتور لپ‌تاپ یا شارژر گوشی را باز کنید، حتماً چند دیود یکسوساز در آن پیدا می‌کنید. درست مثل فیلتری عمل می‌کند که برق شهری را به برق قابل استفاده برای دستگاه‌ها تبدیل می‌کند.
دیود زنر
دیود زنر یکی دیگر از انواع دیود است که می‌تواند جریان را در جهت معکوس هم عبور دهد، البته فقط تا یک ولتاژ مشخص. همین ویژگی باعث شده که در مدارها برای تثبیت ولتاژ یا محافظت از قطعات حساس به کار رود.
دیود زنر مثل یک نگهبان ولتاژ است. اگر ولتاژ بیشتر از حد مجاز شود، آن را به زمین هدایت می‌کند و مانع آسیب به مدار می‌شود. دقیقاً مثل ترمز اضطراری آسانسور که جلوی سقوط را میگیرد.
بیشتر بخوانید: آشنایی با انواع پرینتر سه بعدی و کاربرد آنها
دیود نورافشان (LED)
این دیود هنگام عبور جریان نور ساطع می‌کند. LEDها در رنگ‌ها و شکل‌های گوناگون ساخته می‌شوند و امروز تقریباً در همه جا از چراغ‌های روشنایی گرفته تا صفحه‌نمایش‌ها و تابلوهای تبلیغاتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
LED همان دیودی است که در چراغ‌های کوچک وسایل الکترونیکی یا چراغ‌های تزئینی می‌بینیم. وقتی جریان از آن عبور کند، روشن می‌شود. مثل چراغ وضعیت روی مودم یا چراغ‌های رنگی روی تلویزیون.
دیود شاتکی
دیود شاتکی یکی دیگر از انواع دیود است که افت ولتاژ بسیار کمی دارد و سرعت عملکرد آن بالا است. به همین دلیل در مدارهای فرکانس بالا و منابع تغذیه کاربرد زیادی دارد و راندمان سیستم را افزایش می‌دهد.
این دیود به دلیل سرعت بالا و افت ولتاژ کم، در مدارهای سریع استفاده می‌شود. تصور کنید یک راه میان‌بر دارید که زمان رسیدن شما را نصف می‌کند؛ دیود شاتکی هم همین کار را در مدار انجام می‌دهد.
دیود نوری
برعکس LED عمل می‌کند و نور تابیده شده به آن را به جریان الکتریکی تبدیل می‌کند. این نوع دیود بیشتر در سنسورها و سیستم‌های مخابراتی مثل فیبر نوری استفاده می‌شود. این دیود نور را دریافت می‌کند و آن را به برق تبدیل می‌کند. مثل چشم دستگاه کنترل تلویزیون که نور مادون قرمز ریموت را میگیرد و به سیگنال تبدیل می‌کند.
دیود تونلی
دیود تونلی خاصیت مقاومت منفی دارد و می‌تواند در فرکانس‌های خیلی بالا کار کند. به همین دلیل در نوسان‌سازها و تقویت‌کننده‌های فرکانس بالا جایگاه مهمی پیدا کرده است. این دیود رفتار خاصی دارد که به آن امکان می‌دهد در فرکانس‌های بالا کار کند. می‌توان آن را به یک اسلاید بزرگ در شهربازی تشبیه کرد که حرکت در آن با سرعت خیلی بیشتر از مسیرهای عادی انجام می‌شود.
دیود واراکتور
این دیود مانند یک خازن متغیر عمل می‌کند و ظرفیت آن با تغییر ولتاژ عوض می‌شود. از واراکتور در مدارهای رادیویی و مخابراتی برای تنظیم فرکانس استفاده می‌کنند. دیود واراکتور مانند یک خازن متغیر است و با تغییر ولتاژ، ظرفیتش تغییر می‌کند. در رادیوها برای تنظیم ایستگاه‌ها از این نوع دیود استفاده می‌شود؛ مثل پیچ تنظیم رادیو که فرکانس را عوض می‌کند.
دیود لیزری
دیودی است که نور بسیار متمرکز و قدرتمند تولید می‌کند. این نور همان پرتو لیزر است که در دستگاه‌های لیزری، تجهیزات پزشکی و درایوهای نوری مانند CD و DVD کاربرد دارد. دیودی است که نور لیزر بسیار متمرکز تولید می‌کند. در DVD Player یا دستگاه‌های اسکن بارکد استفاده می‌شود. مثل چراغ قوه‌ای که به جای نور پخش، یک نقطه بسیار روشن و دقیق ایجاد می‌کند.
دیود PIN
در این دیود بین لایه P و N یک لایه ذاتی نیمه‌هادی قرار دارد. همین ویژگی باعث می‌شود در مدارهای مخابراتی و تقویت‌کننده‌های فرکانس بالا مورد استفاده قرار گیرد. این دیود در مدارهای مخابراتی کاربرد دارد و می‌تواند امواج فرکانس بالا را کنترل کند. مثل یک دروازه عوارضی که سرعت ماشین‌ها را مدیریت می‌کند.
دیود TVS
این نوع دیود برای محافظت از مدارها در برابر ولتاژهای ناگهانی و لحظه‌ای ساخته شده است. در پورت‌های USB، شبکه و تجهیزات حساس الکترونیکی معمولاً از آن استفاده می‌شود. این دیود مثل یک ضربه‌گیر عمل می‌کند و جلوی ولتاژهای ناگهانی را میگیرد. دقیقاً مثل محافظ برق که برای تلویزیون یا یخچال استفاده می‌کنیم.
دیود گان
اگرچه از نظر ساختار شبیه دیودهای دیگر نیست، اما در گروه دیودها قرار میگیرد. دیود گان توانایی تولید نوسان در فرکانس‌های بالا را دارد و در رادارها و سیستم‌های مایکروویو کاربرد پیدا کرده است.
این دیود توانایی تولید نوسان در فرکانس‌های بالا را دارد. در رادارها و مخابرات مایکروویو استفاده می‌شود. اگر بخواهیم مثالی بزنیم، مثل یک سوت پرقدرت است که می‌تواند صدا را در فرکانس‌هایی تولید کند که گوش انسان قادر به شنیدن آنها نیست.
سخن پایانی
دیود یکی از اساسی‌ترین قطعات دنیای الکترونیک است که با وجود اندازه کوچک خود، نقش بزرگی در عملکرد مدارها ایفا می‌کند. از تبدیل برق شهری به جریان مستقیم گرفته تا روشن کردن LEDهای کوچک یا حتی تولید لیزر در دستگاه‌های پیشرفته، همه به لطف انواع مختلف دیود ممکن می‌شود. هر نوع دیود ویژگی و کاربرد مخصوص به خود را دارد و شناخت درست آنها به ما کمک می‌کند مدارهای کارآمدتر و مطمئن‌تری طراحی یا تعمیر کنیم. به همین دلیل یادگیری انواع دیود و کاربردشان نه‌تنها برای دانشجویان و علاقه‌مندان به الکترونیک ضروری است، بلکه برای هر کسی که می‌خواهد درک عمیق‌تری از دنیای فناوری داشته باشد نیز اهمیت زیادی دارد.
