أصعب ما في اقتناء شاشة LED هو جانبها التقني. من الضروري معرفة وظائفها والتقنية التي تُمكّنها من العمل. الإجابة على أسئلة مثل: ما هو الصمام الثنائي (الدايود) وما استخداماته؟ إذا كنت ترغب في الاستثمار الكامل في شاشات LED، فمن الضروري معرفة المزيد عن وظائفها والتقنية التي تُمكّنها من العمل. 

كثير التطورات صُممت شاشات LED المتطورة لإنتاج شاشات LED أفضل، قادرة على أداء أفضل وتقديم ميزات متطورة تُعزز وظائفها وفعاليتها. لفهم هذه التطورات، من الضروري معرفة أساسيات الثنائيات، فهي المسؤولة عن تشغيل هذه الشاشات. 

التعاريف الأساسية للديود

تعلم المزيد عن شاشات LED سيتطلب ذلك فهم تركيبها والبحث في الثنائيات. في هذه الرحلة، الخطوة الأولى هي تعريف ما هو الثنائي وكيفية استخدامه شاشة LED يمكن تشغيلها.

ما هو الثنائي؟

الإجابة على سؤال "ما هو الصمام الثنائي؟" هي الخطوة الأولى في عملية التعرّف على الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED). الصمام الثنائي هو شبه موصل بسيط يعمل كزر لتشغيل الكهرباء في الجهاز. يسمح للكهرباء بالتدفق في اتجاه واحد ويحد من التدفق في الاتجاه الآخر. 

ما هو الثنائي في الإلكترونيات؟ الإجابة البسيطة هي أنه مقومهذا يعني أنه يُحوّل التيار المتردد إلى تيار مستمر. بفضل قطبيتها (مع الأنود والكاثود)، تُسهّل الثنائيات تدفق التيار فقط عندما يكون الجهد موجبًا عبر الأنود أو الكاثود. 

تُستخدم مادتان في الثنائيات: الجرمانيوم والسيليكون. تساعد هذه المواد شبه الموصلة الثنائيات على أداء وظائفها بكفاءة. كما أنها تحمي الدوائر الكهربائية من خلال الحد من الجهد، مما يُمكّن من نقل الكهرباء بنجاح. 

رمز الصمام الثنائي الذي يجب أن تعرفه

إذا كنت مهتمًا بمعرفة ماهية الصمام الثنائي في الإلكترونيات، فعليك أيضًا معرفة رمزه. سيساعدك تحديد رمز الصمام الثنائي على معرفة المزيد عن هذا شبه الموصل بسهولة. رمز السهم المقطوع بخط عمودي على رأسه هو رمز الصمام الثنائي القياسي كما هو موضح أدناه.

قد يختلف اتجاه رمز السهم باختلاف اتجاه تدفق التيار. تُظهر الرموز طرفي الصمام الثنائي، حيث يُمثل السهم المصعد، بينما يُمثل الطرف الآخر المهبط. هذا يعني أنه قد تظهر رموز مختلفة من هذا الإعداد. 

خصائص الصمام الثنائي

من التفاصيل المهمة الأخرى التي يجب معرفتها عند الإجابة على سؤال ماهية الثنائي، أن انتقال التيار له اتجاه. فبينما قد يتدفق التيار في اتجاه واحد فقط، قد يختلف اتجاه التدفق باختلاف نوع الثنائي. هذه الحقيقة تُشير إلى خصائص مختلفة يمكنك تحديدها في الثنائيات، بما في ذلك ما يلي:

• انحياز أمامي - يتمتع الأنود بجهد موجب أعلى من طرف الكاثود. في هذا الوضع، يعمل الثنائي كمُرسِل، مما يسمح بتدفق التيار الكهربائي. كما يُلاحظ انخفاض ملحوظ في الجهد عند انحيازه الأمامي. إليك بعض ميزات هذا الثنائي:
  • مادة من النوع P - موجبة
  • مادة من النوع N - سلبية
  • الطاقة الكامنة – إيجابية
  • ثنائيات السيليكون – 690 مللي فولت
  • ثنائيات الجرمانيوم – 300 مللي فولت
• انحياز عكسي - يكون جهد المهبط أعلى من جهد المصعد. يحدث هذا عندما يُقيّد الصمام الثنائي التدفق الكهربائي ويعمل كعازل. ينخفض الجهد تمامًا. إليك بعض ميزات هذا الصمام الثنائي:
  • مادة من النوع P - سلبية 
  • مادة من النوع N - موجبة
  • الطاقة الكامنة – إيجابية
  • ثنائيات السيليكون – -20μA
  • ثنائيات الجرمانيوم – -50μA
• منحازة للصفر - يحدث هذا عندما يكون جهد الصمام الثنائي صفرًا. 

تعريف المصطلحات المتعلقة بالديود

للتعمق في ماهية الثنائي، من الضروري الاطلاع على بعض المصطلحات التي ستواجهها في دراستك. سيساعدك تعريف هذه المصطلحات المتعلقة بالثنائيات على تسهيل عملية التعلم وتسهيلها. 

ما هو جسر الثنائي؟

عند سؤالك عن ماهية جسر الثنائيات، يجب أن تكون لديك معرفة كافية للإجابة. إنه وحدة تعمل كموصل بين الثنائيات. يُستخدم عادةً عند تجميع أربعة إلى ستة ثنائيات في وحدة واحدة. كما يعمل كمقوّم لتحويل التيار المتردد إلى تيار نابض أو مستمر. 

ما هو اختبار الصمام الثنائي؟

الآن، ما هو اختبار الصمام الثنائي؟ هو إجراء يتم فيه إنتاج تيار كهربائي ضئيل يكفي لتشغيل الصمام الثنائي ذي الانحياز الأمامي. جهاز اختبار متعدد القياسات الرقمي سيساعدك هذا على التحقق من ذلك. إليك القراءات المتوقعة من هذا الاختبار:

• انخفاض الجهد – 0.5 إلى 0.8 فولت
• المقاومة (التحيز الأمامي) - 1000 إلى 10 أوم
• المقاومة (المنحازة عكسيًا) - OL أو مقاومة عالية جدًا

إذا أظهر الاختبار أن الثنائيات تفشل في التقييم، فهذه هي الأسباب المحتملة:

• إنه يفشل
• يسمح بتدفق الكهرباء في كلا الاتجاهين
• تم إيقاف التدفق الحالي 

فهم عمليات الصمام الثنائي

ما هو الثنائي في الدائرةإنه مكون ضروري لتشغيل الجهاز. من الضروري أن يكون لديك فهم أساسي لكيفية عمل الثنائيات. سيساعدك هذا على تقدير العبقرية التي تُشكل شاشة LED. 

ما هو الثنائي وكيف يعمل؟

يمكن للمصنعين الإجابة بسهولة على أسئلة حول ماهية الثنائي وكيفية عمله، ولكن يجب عليك على الأقل معرفة الأساسيات. بالنسبة للثنائيات، هناك طريقتان لتصرفها، حسب نوع الاستقطاب المطبق عليها:

• الاستقطاب المباشر - قادر على السماح بالتدفق الكهربائي
• الاستقطاب العكسي - قادر على تقييد التدفق الكهربائي

يلعب هذان السلوكان دورًا مهمًا في كيفية عمل الثنائيات ومكان تطبيقها. 

أنواع الثنائيات

أكثر من مجرد معرفة ما يستخدمه الثنائي، يجب عليك أيضًا النظر في بعض أنواع الثنائيات تُستخدم في الأجهزة اليوم. تختلف الثنائيات في جوانب مختلفة، بما في ذلك سعة التيار وتكويناته. كما أن لها خصائص محددة تميزها عن بعضها البعض، بالإضافة إلى تطبيقاتها الفريدة. هذه هي الثنائيات الأكثر شيوعًا اليوم. 

الصمام الثنائي الباعث للضوء أو LED

تُعد الثنائيات الباعثة للضوء (LED) شائعة الاستخدام نظرًا لدمجها في شاشات العرض عالية الدقة. يُنتج هذا النوع من الثنائيات الضوء عند مرور الكهرباء. غالبًا ما تُنتج الثنائيات الباعثة للضوء أضواءً ملونة، وهي المسؤولة عن إنتاج شاشات LED. 

ديود غان

يُستخدم هذا النوع من الثنائيات في الإلكترونيات عالية التردد، وتتراوح تردداته بين 10 جيجاهرتز و3 تيراهرتز. سيقودك تعريف هذا النوع من الثنائيات إلى مذبذبات الموجات الدقيقة. 

صمام ثنائي ليزر

هذا الثنائي كما ينتج هذا النوع أيضًا ضوءًا مشابهًا لضوء LED ولكنه أكثر تماسكًا وأقل تكلفة من مُصدرات الليزر الأخرى. تشمل تطبيقاته الشائعة الطابعات، ومحركات أقراص DVD وCD، والمؤشرات، وحتى الاتصالات البصرية. 

ثنائي فاريكاب

يُعرف هذا النوع من الصمامات الثنائية أيضًا باسم الصمام الثنائي الفاركتور، ويستخدم الاستقطاب العكسي، أي أنه يعمل كمكثف. وتعتمد قدرته بشكل كبير على جهد التيار الكهربائي المُدمج في الصمام الثنائي. 

ثنائي زينر

يُعدّ ثنائي زينر من أكثر أنواع الثنائيات شيوعًا وفائدةً على الإطلاق. ويرجع ذلك إلى قدرته على توفير تيار مستقر، ولذلك يُستخدم غالبًا في مصادر الطاقة. ويستخدم الاستقطاب العكسي في عملياته، مما يُتيح إنشاء مرجع تيار مستقر. 

ثنائي الوصلة PN

يُشار إلى هذا النوع من الصمامات الثنائية عادةً باسم الصمام الثنائي المُقوِّم. يتكون هذا الصمام من طبقات شبه موصلة مصنوعة من مواد من النوع P وN، ومن هنا جاء اسمه. يُسهِّل هذا الصمام تدفق التيار في الاتجاه الأمامي ويُقيِّده في الاتجاه العكسي.

تطبيقات الثنائيات التي يجب البحث فيها

للإجابة على سؤال "ما هو الصمام الثنائي؟" بشكل كامل، يجب مراعاة جميع تطبيقاته. إليك بعض أشهر تطبيقات الصمام الثنائي:

• منظم تدفق التيار – يسهل ويدير تدفق الكهرباء في الدائرة، مما يسمح للتيار بالتدفق في اتجاه واحد. 

• مُقوِّم الجهد - يعمل كمُحوّل طاقة، حيث يُمكن للثنائي تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر عند الحاجة. في الثنائيات، يُمكن لكلٍّ من التيار المتردد والتيار المستمر العمل عند استخدام الإعداد الصحيح.
• واقي التيار العكسي - تُستخدم هذه الثنائيات كعنصر حماية للأجهزة عالية الحساسية الكهربائية. بفضلها، تُحمى الدائرة من ارتفاع الجهد المفاجئ وحالات قصر الدائرة. 
• إزالة الشحنات السالبة - يمكن استخدام الثنائيات للتحكم في موجة التيار المتردد وإزالة المكون السالب منها. يؤدي هذا إلى معالجة أكثر فعالية وكفاءة لإشارات أجهزة الراديو والأنظمة المماثلة. 

خاتمة

ما هو الصمام الثنائي؟ إنه شبه موصل قوي قادر على أداء عدة أدوار، مثل مقوم التيار وحامٍ للدائرة. عند استخدامه في شاشات LEDتُصدر هذه الثنائيات أضواءً ملونة تُساعد على توليد صور نابضة بالحياة على الشاشة. تبدو مصابيح LED كأزرار يُمكن تشغيلها أو إيقافها، حسب الحاجة. عندما يمر التيار الكهربائي عبر الثنائيات، تُنتج أضواءً ملونة تُنتج صورًا مذهلة. الفيديوهات التي تشاهدها على الشاشات اليوم.