بخشی از مقاله
ديود چيست
از اتصال دولايه p & n ديود درست مي شود
1- بعد از پيوند نيمه هادي نوع p & n کنار يکديگر ، الکترونهاي آزاد و حفره ها از محل پيوند عبور کرده ، با هم ترکيب مي شوند و تشکيل يک لايه سد يا عايق مي دهند .
-2يک منطقه تخليه در محل پيوند ها ايجاد مي شود که فاقد الکترونهاي آزاد و حفره ها مي باشد ، لکن اتمهايي که الکترون از دست داده و يا گرفته اند ، در دو طرف لايه سد و در منطقه تخليه وجود دارند .
-3 اتمهاي يونيزه شده ، ايجاد سد پتانسيل مي کنند که براي نيمه هادي ژرمانيومي حدود ۰.۲ ولت است و براي نيمه هادي سيلسيمي حدود ۰.۶ ولت است .
-4سد پتانسيل باعث که از حرکت و ترکيب بيشتر الکترونها و حفره ها در لايه سد جلوگيري به عمل آيد .
-5کريستال نيمه هادي نوع p داراي بار الکتريکي مثبت و کريستال نيمه هادي n داراي بار الکتريکي منفي مي باشد .
باياس ديود
وصل کردن ولتاژ به ديود را باياس کردن ديود مي گويند .
باياس مستقيم
اگرنيمه هادي نوع p به قطب مثبت باتري و نيمه هادي نوع n به قطب منفي آن وصل شود و ولتاژ از پتانسيل سد ديود بيشترباشد ، در مدار جريان بر قرار خواهد شد .
باياس معکوس
اگر قطب مثبت باتري به نيمه هادي نوع n وصل شود و قطب منفي باتري به نيمه هادي نوع p وصل شود ، جرياني در مدار نخواهيم داشت .
تست ديود
همانطور که گفته شد اگر دويد در باياس موافق يا معکوس قرار بگيرد جريان را از خود عبور مي دهد و ما مي توانيم ديود را با يک مدار ساده سري کنيم ( البته با رعايت قطبهاي ديود و باتري ) اگر مدار شروع به کار کرد پس ديود سالم است و در غير اين صورت ديود سوخته شده است .
انواع ديود ها
ديود اتصال نقطه اي
ديود زنر
ديود نور دهنده LED
ديود خازني ( واراکتور
فتو ديود
ديود اتصال نقطه اي
ديود هاي معمولي در باياس معکوس ايجاد ظرفيت خازني ( حدود PF ) مي کنند . اگر بخواهيم در فرکانس هاي بالا به کار مي بريم ، به علت ظرفيت خازني در باياس معکوس ، جريان در مدار عبور مي کند . چون در فرکانس هاي بالا مقاومت ديود کم مي شود . براي جلوگيري از اين کار از ديود اتصال نقطه اي استفاده مي کنيم
ديود زنر
ديود زنر ، مانند يک ديود معمولي از دو نيمه هادي نوع P & N ساخته مي شود . اگر يه ديود معمولي را در باياس معکوس اتصال دهيم و ولتاژ معکوس را زياد کنيم ، در يک ولتاژ خاص ، ديود در باياس معکوس نيز شروع به هدايت مي کند . ولتاژي که ديود در باياس مخالف ، شروع به هدايت مي کند ، به ولتاژ زنر معروف است و با تنظيم نا خالصي مي توان ولتاژ شکسته شدن پيوند ها را کنترل کرد
ولتاژ زنر : ولتاژي که ديود زنر به ازاي آن در باياس معکوس ، هادي مي شود به ولتاژ زنر معروف است
ديود نوردهنده LED
اين دويد از دو نوع نيمه هادي P & N تشکيل شده است . هر گاه اين ديود ، در باياس مستقيم ولتاژي قرار گيرد و شدت جريان به اندازه کافي باشد ، ديود ، از خود نور توليد مي کند . نور توليد شده در محل اتصال دو نيمه هادي تشکيل مي شود . نور توليدي بستگي به جنس به کار برده شده در نيمه هادي دارد . اين لامپ چند مزايا بر لامپ هاي معمولي دارد که عبارتند از :
1- کوچک بودن و نياز به فضاي کم
2- محکم بودن و داشتن عمر طولاني ( حدود صد هزار ساعت کار (
3- قطع و وصل سريع نور
4- تلفات حرارتي کم
5- ولتاژ کار کم ، بين ۱.۷ ولت تا 3.3 ولت
6- جريان کم حدود چند ميلي آمپر با نور قابل رويت
7- توان کم ، حدود ۱۰ تا ۱۵۰ ميلي وات
ديود خازني ( واراکتور (
اين ديود از دو نيمه هادي نوع P & N تشکيل مي شود . ديود خازني در واقع ديودي است که به جاي خازن بکار مي رود و مقدار ظرفيت آن با ولتاژ دو سر آن رابطه عکس دارد
فتو ديود
اين ديود از دو نيمه هادي نوع P & N تشکيل مي شود . با اين تفاوت که محل پيوند P & N ، جهت تابانيدن نور به آن از مواد پلاستيکي سياه پوشيده نمي باشد ، بلکه توسط شيشه و يا پلاستيک شفاف پوشيده مي گردد تا نور بتواند با آساني به آن بتابد . روي اکتر فتو ديود ها يک لنز بسيار کوچک نصب مي شود تا بتواند نور تابانيده شده به آن را متمرکز کرده و به محل پيوند برساند
رآکتور
به نسل جديدي از رآکتورها که در آنها اشعه فرابنفش براي انجام و يا تسريع واکنش ها به کار برده ميشود, رآکتورهاي يو وي گفته ميشود. اين رآکتورها بيشتر از آنکه براي توليد مواد به کار روند ؛ براي تخريب مواد و شکستن پيوندها به کار ميروند. پيوندهايي که به طرق معمول قابل شکستن نيستند را ميتوان به همراه کاتالزگر هاي مناسب و اشعه فرابن
فش شکست. فعلا از اين روش براي تصفيه ابها به صورت محدود استفاده ميشود. اين رآکتورها قادرند ترکيبات بسيار پايا مانند DDT و باقي ترکيبات شيميايي ساخت بشر را تجزيه کنند.
اين گونه رآکتورها هنوز در مراحل آزمايشي به کار ميروند و تلاشهاي گسترده اي براي صنعتي کردن آن در جريان است. رآکتورهاي يو وي ؛ اميد تازه اي براي تجزيه پلاستيک ها و ديگر مواد پايا را بوجود آورده است.
در زير عکس چند رآکتور يو وي را مشاهده ميکنيد:
آموخته ايم که ماده سه حالت جامد ، مايع و گاز دارد که به تازگي هم دو حالت ديگر به آن اضافه شده است. جامدات شکل خاصي دارند، يعني مولکولهاي آنها موقعيت خاصي نسبت به يکديگر داشته و نمي توانند آزادانه به هر سو حرکت کنند . ولي مولکول هاي مايعات چنين قيدي نسبت به هم ندارندو در کل حجم آن در حرکت اند . کريستالهاي مايع موادي هستند که ظاهر مايع دارند، اما مولکولهاي آنها آرايش خاصي نسبت به يکديگر دارند ، درست مانند جامدات که در شکل هم به
راحتي ديده مي شود. به همين دليل کريستال مايع خصوصياتي شبيه به مايع و جامد داشته و به همين دليل با چنين اسم متناقضي خوانده مي شوند . اين مواد به شدت به دما حساس اند و اندکي حرارت لازم است تا آنها را به مايع واقعي درآورد و يا اندکي سرما تا به معمولي تبديل شود.
به همين دليل است که LCD ها در مقابل تغييرات دما عکس العمل نشان داده و به عنوان دماسنج طبي استفاده مي شوند . جالب اين است که به دليل همين حساسيت نمي توان از کامپيوترهاي کيفي يا نظاير آن در هواي بسيار سرد و يا مثلاً در آفتاب داغ ساحل دريا استفاده کرد . در اين وضعيت معمولاً LCD ها عکس العمل هاي عجيب و غريبي از خود نشان مي دهند .
ويژگي هاي مرود استفاده در LCD
انواع مختلفي از مواد شناخته شده اند که در دماي معمولي چنين خصوصياتي دارند. اما دسته اي از آنهاهستند که به جريان الکتريسيته هم حساس هستند و مولکولهاي آن متناسب با جريان برق ورودي مي چرخند و تغيير زاويه مي دهند . اين خصوصيت عجيب اثر جالبي هم دارد. وقتي نور از درون يک کريستال مايع اين چنين عبور کند، پلاريزاسيون يا قطبش آن هم جهت با مولکولهاي کريستال مي شود . از همين خاصيت براي LCD ها استفاده شد. با اين توضيح که چون
کريستالهاي مايع شفاف و هادي الکتريسيته هستند ، به راحتي مي توان آنها را در جريان الکتريسيته قرار داد و نور را از آن عبور داد. براي اين کار به جز کريستال مايع به 2 تکه از اين شيشه پلارويد يا قطبشگر هم نياز است. احتمالاً اين شيشه ها را ديده ايد. اگر دو تکه از اين شيشه ها را روي هم قرار دهيد. نور به راحتي از آن عبور مي کن
د . اما وقتي يکي از آنها را 90 درجه نسبت به ديگري بچرخانيد ، ديگر نور رد نمي شود . اين اتفاق به اين دليل روي مي دهد که هر شيشه نو را فقط در جهت خاص محور خود عبور مي دهد . اگر دو شيشه هم محور باشند نور به راحتي عبور مي کند اما اگر محورها با هم زاويه 90 درجه داشته باشند نور رد نخواهد شد .
روش ساخت LCD
براي ساخت LCD دو شيشه پلارويد را با 90 درجه اختلاف نسبت به يکديگر قرار مي دهند و يک کريستال مايع بين آنها مي گذارند . وقتي کريستال به جريان برق وصل نباشد؛ نور از قطبشگر اول مي گذرد و وارد کريستال مايع مي شود جهتش 90 درجه تغيير کرده و به همين دليل از قطبشگر دوم هم عبور کرده و به چشم مي رسد. اما وقتي که جريان به کريستال وصل باشد ،نور ديگر
چرخشي نخواهد داشت و نمي تواند از کريستال دوم عبور کند . ساختن يک LCD همان طور که در بالا توضيح داده شد، بسيار ساده تر از آن است که به نظر مي آيد . فقط به يک ساندويچ شيشه و کريستال نياز داريم. اما همين ساندويچ ساده 80 سال پس از کشف کريستالهاي مايع ساخته
شد. کريستال مايع را يک گياه شناس اتريشي در سال 1888 براي اولين بار در حين ذوب جامدي از مشتقات آلي کشف کرد . اما اولين LCD را يک کارخانه آمريکايي در سال 1968 ساخت . تکنولوژي ساخت LCD هر روز متکامل تر شده و جاي بيشتري در صنايع امروز به خود اختصاص مي دهد . البته هنوز هم تحقيقات براي ساخت نمونه هاي بهتر و کاراتر اين وسيله ادامه دارد
