الديود

^مقدمة:

الديود أو الثنائي هو وصلة ثنائية تتألف من جزئين نصف ناقلين الأول من النوع الموجب والأخر من النوع السالب، ويقوم الديود بالسماح للتيار الكهربائي بمرور باتجاه واحد فقط ويسمى الاتجاه الأمامي للديود، ولذلك فهو يستخدم في الكثير من التطبيقات الالكترونية وأصبح يتواجد بأحجام وقدرات مختلفة.^

**الوصلة p-n:**

& تتألف الوصلة p-n من رقاقتين من شبه موصل، الأولى هي رقاقة من نوع n تكون غنية بالإلكترونات الحرة، والرقاقة الثانية من نوع p غنية بالفجوات، تصنع هذه الرقائق من مادة شبه موصلة مشوبة، وعند وصل الرقاقتين تتشكل منطقة عزل بين الرقاقتين، وبسبب فرق كثافة حاملات الشحنة بين نصف الناقل الموجب والسالب، تبدأ بعض الالكترونات بالهجرة من القسم السالب إلى الموجب لتملأ الثقوب الموجودة فيه تاركةً أيونات موجبة القسم السالب وكذلك تنتقل الثقوب من القسم الموجب إلى السالب، وتعرف ظاهرة انتقال الشحنات هذه بالانتشار، وتعتمد ثخانة هذه الطبقات على كمية الشوائب الموجودة في كل رقاقة.

وتستمر هذه العملية حتى يصل عدد الالكترونات المنتقلة من القسم السالب إلى الموجب إلى عدد كبير يمنع انتقال أي حاملات شحنة أكثر خلال الوصلة وتتشكل عندها حالة توازن (حالة حيادية كهربائية) لتعطي منطقة حجز عند الوصلة تمنع انتقال الشحنة.

الحقل الكهربائي الناتج عن انتقال حاملات الشحنة يخلق جهد كهربائي بين طرفي الوصلة يقدر بحوالي 0.6 فولط لوصلات السيليكون، و0.3 للجرمانيوم عند درجة حرارة الغرفة، ويبقى ثابتاً في حال عدم تعرض الوصلة لأي قوة خارجية.

وينتج عن هذه الوصلة الديود الذي يعد المبدأ في الكثير من الأجهزة الإلكترونية مثل الترانزستورات، الخلايا الكهروضوئية، والديودات المشعة للضوء LED. &

**الديود:**

& يتألف الديود من وصلة p-n ويتميز بأنه يسمح للتيار الكهربائي بالمرور خلاله باتجاه واحد فقط من الوصلة الموجبة إلى السالبة، ويشكل حاجز يمنع مروره بالاتجاه المعاكس.

عند تطبيق جهد مناسب موجب، يعطي الطاقة للالكترونات والثقوب لتنتقل خلال الحاجز المتشكل في الوصلة حيث تصغر الطبقة بين الوصلتين، وتسمى هذه الحالة بالانحياز الأمامي، ومع زيادة الجهد الأمامي المطبق يتناقص الحاجز الكموني أكثر ويسمح للحوامل العظمى بالانتشار عبر الوصلة والتي تشكل ما يسمى التيار الأمامي ويزداد مع زيادة الجهد المطبق إلى قيمة حدية تسبب تخريب الوصلة.

ويبين الشكل التالي شكل الوصلة ورمز الديود في الدارات الكهربائية واتجاه مرور التيار خلاله.

الشكل 1: الديود

يعرف جهد العتبة بأنه الجهد الذي يكون قبله تدفق التيار في الوصلة مهملاً، وهو