منحني الخواص للدايود Characteristic Curve for Diode

منحني الخواص للدايود هو المنحنى الكامل الذي يوضح خصائص الدايود في حالة التوصيل الأمامي والتوصيل العكسي ويسمي أيضاً بمنحنى خواص الجهد والتيار للدايود.

من منحني الخواص يمكن استنتاج ما يلي :

• ● عندما نقوم بتوصيل جزء من مادة نصف الناقل السالب مع جزء موجب، فإنه يتكون لدينا وصلة تسمى الوصلة الثنائية القطبية P-N Junction أي أن لها قطبين قطب سالب N وقطب موجب P ، إضافة إلى تكون منطقة استنزاف Depletion Region وتسمى هذه الوصلة الثنائية الدايود Diode .
• ● يعد الدايود من أبسط العناصر الإلكترونية، وهو يسمح بمرور التيار في اتجاه واحد وذلك في حالة الانحياز الأمامي (Forward Biasing) ، ويمنع ميرر التيار في الاتجاه الآخر وذلك في حالة الانحياز العكسي (Reverse Biasing) .
• ● يكون الديود في حالة انحياز أمامي (forward biased) إذا كان جهد المصعد (anode) أعلى من جهد المهبط (cathode).
• ● عند الانحياز الأمامي للديود يبدأ الديود بإيصال التيار الكهربائي عندما يبلغ فرق الجهد بين طرفيه قيمة محددة تسمى فولطية العتبة (threshold voltage)، ويرمز لها بالرمز Vt .
• ● عند الانحياز الأمامي للديود وعندما يكون فرق الجهد بين طرفي الديود أعلى Vt، فإن تغير قليل لفرق الجهد بين طرفي الديود يسبب تغيراً كبيراً للتيار المار فيه.
• ● يكون الديود في حالة إنحياز عكسي (reverse) إذا كان جهد المهبط (cathode) أعلى من جهد المصعد (anode).
• ● عندما يكون الديود في حالة الانحياز العكسي يمر في الديود تيار قليل جداً يسمى تيار الاشباع (saturation curcent) أو نيار التسريب (leakage current).
• ● عند وصول فرق الجهد العكسي بين طرفي الديود الى القيمة Vb والتي تسمى جهد الانهيار (breakdown voltage) يزداد مقدار التيار العكسي المار في الديود بشكل كبير مما قد يؤدي الى تعطله.
• ● قيمة تيار التسريب تبقى ثابتة (تقريبا) ولا تتغير بتغير مقدار فرق الجهد العكسي بين طرفي الديود مادامت قيمة فرق الجهد بين طرفي الديود أقل من Vb ٠

ويمكن وصف العلاقة بين تيار الدايود وفرق الجهد بين طرفيه بممادلة (Shockley )، وهي:

حيث :

• i- التيار المار في الدايود (diode current)
• i_s- تيار الاشباع للديود (saturation current)
• V_D- فرق الجهد (الغولطية) بين طرفى الديود (diode voltage)
• n- معامل يعتمد على المادة المصنوع منها الديود فللديود المصنوع من الجرمانيوم فإن n=1، وللديود المصنوع من السيليكون فإن n=2 عندما يكون التيار المار في الديود قليلأ، وتكون n=1 عندما يكون التيار المار فيه كبيراً .
• V_T- تعتمد على درجة حرارة الديود وتسمى thermal voltage ، وتعطى بالعلاقة:
  
  حيث :
  
  K - ثابت   ،Boltzman 
  T - درجة الحرارة المطلقة للدايود 
  q - شحنة الالكترون  

وبتعويض قيمة V_T في المعادلة السابقة وتعويض قيمة الثوابت المعروفة K  وq ينتج :

9:43 م