از روزی که مادرم من را با اولین کامپیوتر خانگی برای کریسمس سورپرایز کرد، خوب، بگذارید بگوییم خیلی وقت پیش، من شیفته این فناوری شده ام. به هر حال، در آن زمان، من حسادت همه هموطنان گیک، نرد و معلم مدرسه ام را داشتم. آنجا من با یک 64 چشمگیر بودم، منتظر آن باشید، کیلوبایت قدرت پردازش خام.

اکنون به سرعت به سمت امروز حرکت کنید و لپ تاپ من 100,000 برابر این مقدار را تنها در RAM استفاده می کند. بنابراین، به جرات می توان گفت که فناوری کامپیوتر تکامل یافته است. با این حال، یک چیز وجود دارد که وجود ندارد و آن رقابت تولید کنندگان رایانه است.

مواقعی وجود دارد که انتخاب یک دستگاه یا روش مربوط به یک نیاز یا عملکرد است. علاوه بر این، نیاز به یک عملکرد خاص نیروی محرکه غالب در هنگام انتخاب یک دستگاه یا فرآیند در زمینه الکترونیک است.

بایاس یا بایاس دیود چیست؟

قبل از اینکه این دو نوع سوگیری را با هم مقایسه کنیم، ابتدا ویژگی های فردی آنها را مورد بحث قرار می دهم. در الکترونیک، بایاس یا بایاس را به عنوان روشی برای ایجاد مجموعه ای از جریان ها یا ولتاژها در نقاط مختلف یک مدار الکترونیکی برای ایجاد شرایط عملیاتی مناسب در یک قطعه الکترونیکی تعریف می کنیم. اگرچه این یک نسخه ساده شده از پاسخ است، اما هنوز اساساً صحیح است. علاوه بر این، با بایاسینگ، دو نوع بایاس وجود دارد، بایاس رو به جلو و بایاس معکوس.

همانطور که مطمئنم می دانید، یک دیود (اتصال PN) بسیار شبیه یک بزرگراه یک طرفه عمل می کند زیرا جریان جریان را راحت تر از یک جهت نسبت به جهت دیگر می دهد. به طور خلاصه، یک دیود به طور معمول جریان را در یک جهت هدایت می کند و ولتاژی که اعمال می کند از جهت گیری بایاس رو به جلو توصیف شده پیروی می کند. با این حال، هنگامی که ولتاژ در جهت معکوس حرکت می کند، ما به این جهت به عنوان بایاس معکوس اشاره می کنیم. همچنین، هنگامی که در بایاس معکوس است، یک دیود اتصال PN استاندارد معمولاً جریان جریان را مهار یا مسدود می کند، تقریباً مانند نسخه الکترونیکی یک شیر چک.

تعصب رو به جلو در مقابل تعصب معکوس

در یک دیود استاندارد، بایاس رو به جلو زمانی اتفاق می‌افتد که ولتاژ دو طرف یک دیود جریان طبیعی جریان را می‌دهد، در حالی که بایاس معکوس نشان‌دهنده ولتاژی در سراسر دیود در جهت مخالف است.

با این حال، ولتاژ موجود در یک دیود در طول بایاس معکوس، جریان قابل توجهی از جریان تولید نمی کند. علاوه بر این، این ویژگی خاص برای تغییر جریان متناوب (AC) به جریان مستقیم (DC) مفید است.

کاربردهای متنوع دیگری نیز برای این مشخصه وجود دارد، از جمله کنترل سیگنال الکترونیکی.

دیود زنر

دانش قرار دادن دیود زنر می تواند یک طرح را ایجاد یا شکست دهد.

عملکرد یک دیود

پیش از این، توضیح ساده تری از عملکرد دیود استاندارد ارائه کردم. درک فرآیند دقیق یک دیود می تواند تا حدودی چالش برانگیز باشد زیرا شامل درک مکانیک کوانتومی است. عملیات دیود مربوط به جریان بارهای منفی (الکترون ها) و بارهای مثبت (سوراخ ها) است. از نظر فناوری، ما به دیود نیمه هادی به عنوان یک اتصال pn اشاره می کنیم. اتصالات Pn یک بخش اساسی از عملکرد سلول های فتوولتائیک نیز هستند.

به طور کلی، عملکرد صحیح یک دیود به عنصر یا فرآیند ضروری دیگری به نام دوپینگ نیاز دارد. می‌توانید یک نیمه‌رسانا را با موادی بپوشانید تا الکترون‌هایی که به راحتی جابه‌جا می‌شوند را تسهیل کنید، که ما به آن‌ها به عنوان ناحیه نوع n یا منفی اشاره می‌کنیم. علاوه بر این، می‌توان یک نیمه‌رسانا را دوپ کرد تا حفره‌های اضافی را افزایش دهد تا به راحتی آن الکترون‌ها را نیز جذب کند، و ما از آن به عنوان ناحیه p یا مثبت یاد می‌کنیم. همچنین به نواحی مثبت و منفی دیود آند (P) و کاتد (N) آن نیز می گویند.

به طور کلی، واریانس بین دو ماده و هم افزایی بعدی آنها در فواصل بسیار کوتاه (< میلی متر) است که عملکرد دیود را تسهیل می کند. با این حال، عملکرد دیود تنها زمانی امکان پذیر است که ما دو نوع (P، N) مواد را با هم ادغام کنیم. همچنین، ادغام این دو نوع ماده چیزی را تشکیل می دهد که ما آن را پیوند pn می نامیم. علاوه بر این، منطقه ای که بین دو عنصر وجود دارد، منطقه تخلیه نامیده می شود.

توجه: به خاطر داشته باشید که برای عملکرد مناسب، یک دیود به حداقل ولتاژ آستانه برای غلبه بر منطقه تخلیه نیاز دارد. علاوه بر این، حداقل ولتاژ آستانه در اکثر موارد برای دیودها تقریباً 0.7 ولت است. همچنین، ولتاژ بایاس معکوس مقدار کمی جریان را از طریق دیود تولید می کند و به آن جریان نشتی می گویند، اما معمولاً ناچیز است. در نهایت، اگر ولتاژ معکوس قابل توجهی اعمال کنید، باعث خرابی الکترونیکی کامل دیود می شود، بنابراین جریان در جهت مخالف از طریق دیود عبور می کند.

عملکرد و عملکرد دیود ادامه دارد

به طور کلی، هنگامی که انتشار حرکت بعدی الکترون ها را از ناحیه نوع n تسهیل می کند، آنها شروع به پر کردن حفره های ناحیه نوع p می کنند. نتیجه این عمل یون‌های منفی را در ناحیه نوع p تشکیل می‌دهد و در نتیجه یون‌های مثبت در ناحیه نوع n باقی می‌ماند. به طور کلی، کنترل حاکم بر این عمل در جهت میدان الکتریکی قرار دارد. همانطور که ممکن است تصور کنید، این منجر به رفتار الکتریکی مفیدی می شود که البته بستگی به نحوه اعمال ولتاژ، یعنی بایاسینگ دارد.

علاوه بر این، با توجه به یک دیود اتصال pn استاندارد، سه شرایط بایاس و دو منطقه عملیاتی وجود دارد. سه نوع احتمالی شرایط بایاسینگ به شرح زیر است:

بایاس رو به جلو: این شرایط بایاس شامل اتصال یک پتانسیل ولتاژ مثبت به مواد نوع P و یک پتانسیل منفی به مواد نوع N در سراسر دیود است، بنابراین عرض دیود را کاهش می دهد.
بایاس معکوس: در مقابل، این شرایط بایاس شامل اتصال یک پتانسیل ولتاژ منفی به ماده نوع P و یک پتانسیل مثبت به ماده نوع N در سراسر دیود است، بنابراین عرض دیود افزایش می‌یابد.
بایاس صفر: این یک وضعیت بایاس است که در آن هیچ پتانسیل ولتاژ خارجی به دیود اعمال نمی شود.

جهت گیری رو به جلو در مقابل بایاس معکوس و واریانس های آنها

یک سوگیری معکوس مانع بالقوه را تقویت می کند و مانع از جریان حامل های بار می شود. در مقابل، یک سوگیری رو به جلو مانع بالقوه را ضعیف می‌کند، بنابراین به جریان اجازه می‌دهد راحت‌تر در سراسر اتصال جریان یابد.

در حین بایاس به جلو، ترمینال مثبت منبع ولتاژ را به آند و ترمینال منفی را به کاتد وصل می کنیم. در مقابل، در حالی که در بایاس معکوس، ترمینال مثبت منبع ولتاژ را به کاتد و ترمینال منفی را به آند وصل می کنیم.

بایاس رو به جلو قدرت مانع پتانسیل میدان الکتریکی را در سراسر پتانسیل کاهش می دهد، در حالی که بایاس معکوس مانع پتانسیل را تقویت می کند.
بایاس رو به جلو دارای ولتاژ آندی است که بزرگتر از ولتاژ کاتد است. در مقابل، بایاس معکوس دارای ولتاژ کاتدی است که بزرگتر از ولتاژ آند است.
بایاس رو به جلو دارای جریان رو به جلو قابل توجهی است، در حالی که بایاس معکوس دارای حداقل جریان رو به جلو است.
لایه تخلیه یک دیود در بایاس رو به جلو به طور قابل ملاحظه ای نازک تر و در بایاس معکوس بسیار ضخیم تر است.
بایاس رو به جلو مقاومت دیود را کاهش می دهد و بایاس معکوس مقاومت دیود را افزایش می دهد.
جریان بدون زحمت در بایاس رو به جلو جریان می یابد، اما بایاس معکوس اجازه نمی دهد جریان از طریق دیود عبور کند.
سطح جریان در بایاس رو به جلو به ولتاژ رو به جلو بستگی دارد، با این حال، مقدار جریان در بایاس معکوس حداقل یا ناچیز است.
در بایاس رو به جلو، یک دستگاه به عنوان رسانا و در صورت بایاس معکوس به عنوان عایق عمل می کند.

طرح شماتیک مدار برای PCB دیود

برنامه ریزی مدار خود بر اساس پتانسیل های بایاس، نشانه تحلیل هوشمند است.

توانایی یک دیود برای عملکرد به عنوان دو دستگاه مجزا، اما به همان اندازه موثر، آن را به یک جزء سازگار واقعی تبدیل می کند. اثرات بایاس بر عملکرد دیود، کنترل بهینه ای را در مورد عملکرد دیود در طراحی مدار شما فراهم می کند. استفاده از بایاس رو به جلو و معکوس به طراح مدار کنترل بهینه بر عملکرد دیود می دهد.

خوشبختانه، با مجموعه ابزارهای طراحی و تجزیه و تحلیل Cadence، مطمئن خواهید بود که طراحان و تیم‌های تولید خود با یکدیگر همکاری می‌کنند تا از تکنیک‌های بایاس رو به جلو و معکوس در همه طرح‌های PCB خود استفاده کنند. Allegro PCB Designer راه حلی است که شما به دنبال آن بودید، و بدون شک می تواند اجرای استراتژی های طراحی بایاس رو به جلو یا معکوس را در طرح های فعلی و آینده PCB شما تسهیل کند.

قبلی:حفاظت از ولتاژ بیش از حد برای منابع تغذیه

بعد:انتخاب یک مقاومت محدود کننده جریان

ترک یک پیام

فهرست پیام

نظرات در حال بارگذاری ...