الصمامات الثنائية المقوِّمة وزينر الثنائية

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

يمرِّر الصمام الثنائي المقوِّم (Rectifier Diode) التيّار الكهربائي في اتجاهٍ واحدٍ فقط ضمن ظروف العمل الاعتيادية. وتجعل خاصّية التوصيل باتجاه واحد هذا الصمام الثنائي مفيداً لتغيير التيّار المتناوب إلى تيّار مستمر. وقد سبق لك أن درست عملية التقويم هذه في الفصل الرابع.

عندما نستخدم الصمامات الثنائية كمقوِّمات، فإننا لا نريد أن نصادف أثر الانهيار أبداً، لأنه يقلِّل من فعالية وحدة التغذية.

ونستطيع أن نتعرّض لأثر الانهيار غير المرغوب به في وحدة التغذية من طريق اختيار صمامات ثنائية ذات فولطيّة انهيار قيمتها أعلى بشكل ملموس من الفولطيّة العكسية الأعظمية (بي آي في) الذي يعرِّضها المحوِّل إليه بشكل ثانوي.

 

فكرة مفيدة: عند تصميم وحدة تغذية ذات فولطيّة عالية للغاية، من الممكن أن نضطر إلى أن نستخدم تجميعات تسلسلية من الصمامات الثنائية، كي نمنع أثر الانهيار.

فعندما نضع صمامين ثنائيين اثنين أو أكثر على التسلسل، فإنّ الفولطيّة عبرها تنقسم بشكل متساوٍ ما بين المكوِّنات المنفردة.

 

صمامات زينر الثنائية

لدى معظم الصمامات الثنائية فولطيّات انهيار أعلى بكثير من الانحياز المعكوس الذي تتعرض له في أيّ وقتٍ من الأوقات. وتعتمد قيمة فولطيّة الانهيار على الكيفية التي صُنع بها الصمام الثنائي.

صمامات زينر الثنائية هي صمامات "تمَّ تصميمها خصيصاً" بحيث تبدي فولطيّات انهيار ثابتة ومحدَّدة تماماً. فصمام زينر الثنائي يستفيد من أثر الانهيار، محوِّلاً إياه من أمرٍ ضارّ إلى شيءٍ نافع.

لنفترض أنّ صمام زينر الثنائي معيَّناً لديه فولطيّة انهيار – وهي تُدعى أيضاً فولطيّة زينر- تعادل 50 فولط. إذا طبّقنا فولطيّةَ انحيازٍ معكوسٍ على الوصلة N-P، فإنّ الصمام الثنائي يتصرَّف كدارة مفتوحة عند القيم الأقلّ من 50 فولط.

وعندما تصل الفولطيّة إلى 50 فولط، يشرع الصمام الثنائي بالتوصيل. وإذا حاولنا أن نزيد فولطيّة الانحياز المعكوس إلى أكثر من 50 فولط، فإنّ تيّاراً أشدّ سوف يمرّ عبر الوصلة N-P.

إذا وضعنا مكثّفاً ذا قيمة منخفضة إلى معتدلة بين صمام زينر الثنائي ووحدة التغذية، فسوف يمنع صمام زينر الثنائي بشكلٍ فعّال فولطيّة الانحياز المعكوس من أن تتجاوز 50 فولط. (لو لم نستعمل المكثّفة المقيّدة للتيّار، لقامت وحدة التغذية بالدفع بتيّار مخرِّبٍ عبر الصمام الثنائي).

 

ألا تزال تكافح؟

يمكننا أن نجد طرائق أكثر تعقيداً للحصول على تنظيم الفولطيّة إلى جانب استعمال صمامات زينر الثنائية والمكثّفات المقيّدة للتيّار، لكنّ صمامات زينر الثنائية تزوّدنا في غالب الأحيان بالخيار الأبسط والأقلّ كلفةً.

كما تتوفَّر مجموعة واسعة التنوّع من صمامات زينر الثنائية من حيث قيم الفولطيَة والقدرة التي تتعامل معها. وفي الأجهزة الإلكترونية ذات التيّار المنخفض تستخدم وحدات التغذية عادةً منظّمات من النوع صمام زينر الثنائي.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]