جدول المحتويات
مقدمة عامة
تلعب الدوائر الكهربائية دورًا حيويًا في تشغيل مختلف الأجهزة الإلكترونية التي نستخدمها يوميًا. هذه الدوائر مصممة لتوجيه التيار الكهربائي بكفاءة وفقًا لاحتياجات كل جهاز. التحكم الدقيق في تدفق الكهرباء يمثل تحديًا نظرًا لتنوع الأغراض التي تستخدم فيها الطاقة الكهربائية، وهنا تظهر أهمية الثنائيات (الدايودات) كمكونات أساسية. سنتناول في هذا المقال الفروقات الرئيسية بين نوعين شائعين من الثنائيات: ثنائي زينر والثنائي العادي.
آلية التشغيل
يتمثل الاختلاف الأساسي في طريقة عمل كل منهما. الثنائي العادي يسمح بمرور التيار في اتجاه واحد فقط، وهو ما يعرف بالانحياز الأمامي (forward biased). بينما يتميز ثنائي زينر بقدرته على تمرير التيار في الاتجاهين، أي في حالتي الانحياز الأمامي والانحياز العكسي (reversed biased).
الثنائي العادي: هو جهاز شبه موصل يسمح بمرور التيار في اتجاه واحد فقط.
ثنائي زينر: يسمح بمرور التيار في الاتجاهين، الأمامي والعكسي.
قيمة جهد العطب
يختلف جهد الانهيار (Breakdown Voltage) بين النوعين. عادةً ما يكون جهد الانهيار في الثنائي العادي أعلى بكثير مقارنة بجهد الانهيار في ثنائي زينر. هذه الخاصية مهمة في تحديد استخدام كل نوع في الدوائر المختلفة.
الثنائي العادي: يتميز بجهد انهيار نموذجي أعلى.
ثنائي زينر: يتميز بجهد انهيار أقل.
الاستخدامات الشائعة
لكل نوع من الثنائيات استخدامات محددة بناءً على خصائصه. يستخدم الثنائي العادي بشكل شائع في تطبيقات المقومات ودوائر التقطيع (clippers). أما ثنائي زينر، فيستخدم غالبًا كمنظم للجهد. يتم توصيل ثنائي زينر بالتوازي مع الحمل للحفاظ على جهد ثابت (VZ)، مما يضمن استقرار الجهد. كما يستخدم لحماية أجهزة القياس، حيث يمر التيار الزائد عبر ثنائي زينر لحماية الأجهزة من التلف.
الثنائي العادي: يستخدم في المقومات ودوائر التقطيع.
ثنائي زينر: يستخدم كمنظم جهد ولحماية أجهزة القياس.
ما هو الثنائي التقليدي؟
الثنائي التقليدي أو ما يعرف بالـ (Diode) هو جهاز مصنوع من خلال وصل مادة شبه موصلة من النوع (p) مع مادة شبه موصلة من النوع (n)، مما يشكل منطقة وصلة (pn). هذا التصميم يسمح بمرور التيار في اتجاه واحد فقط، بشرط أن يكون الجهد على أطراف الثنائي في الاتجاه الأمامي. لهذا السبب، تستخدم الثنائيات العادية بشكل واسع في دوائر المقومات لضمان تدفق التيار في الاتجاه المطلوب.
يتكون من وصل مادتين شبه موصلتين (p) و (n).
يسمح بمرور التيار في اتجاه واحد فقط.
ما هو ثنائي زينر؟
يتميز ثنائي زينر (Zener Diode) بخصائص مختلفة عن الثنائيات الأخرى. عندما يتم توصيله في الاتجاه العكسي في دائرة ما، فإنه يسمح بتدفق تيار صغير في الاتجاه المعاكس. هذا التيار يساعد على منع تأثيرات الجهد الزائد على باقي أجزاء الدائرة ويحمي الثنائي نفسه من التلف. يمكن استخدام ثنائيات زينر في دوائر التحويل بين التيار المتردد (AC) والتيار المستمر (DC). كما تجد هذه الثنائيات استخدامات في العديد من الدوائر الكهربائية الأخرى.
يسمح بمرور تيار صغير في الاتجاه العكسي.
يستخدم في دوائر تحويل التيار المتردد إلى مستمر (AC to DC).
