11.1 : الدايود المثالي

الصمام الثنائي هو جهاز شبه موصل يسمح للتيار بالتدفق في اتجاه واحد فقط، مما يجعله مكونًا حاسمًا في الدوائر الإلكترونية للتحكم في اتجاه تدفق التيار. الصمام الثنائي المثالي هو نسخة مبسطة من الصمام الثنائي الحقيقي يستخدم لفهم كيفية عمل الثنائيات في الدوائر. يحتوي على طرفين: الأنود الموجب والكاثود، وهو سالب. عندما يتم تطبيق جهد موجب على الأنود بالنسبة إلى الكاثود، يكون الصمام الثنائي في حالة متحيزة للأمام، مما يسمح للتيار بالتدفق من خلاله. في المقابل، عندما يكون الكاثود عند جهد أعلى من الأنود، يكون الصمام الثنائي متحيزًا عكسيًا. إنه يمنع تدفق التيار، ويعمل كمفتاح مفتوح.

يتم تصوير سلوك الصمام الثنائي المثالي من خلال خصائص خطية I-V (تيار الجهد)، تتألف من جزأين: خط عمودي يوضح تدفق التيار في ظل انحياز أمامي وخط أفقي يشير إلى عدم وجود تدفق تيار في حالة الانحياز العكسي. يعرض هذا النموذج انتقالًا حادًا بين حالات التوصيل وعدم التوصيل، مما يزيل المنحنى التدريجي في الثنائيات الحقيقية.

في حين أن الثنائيات الحقيقية لديها بعض الانخفاض في الجهد عندما تكون منحازة للأمام وتيار تسرب صغير عندما تكون منحازة عكسيًا، فإن نموذج الصمام الثنائي المثالي يتجاهل هذه الجوانب لتبسيط تحليل الدوائر. هذا النموذج مهم في دوائر المقوم التي تحول التيار المتردد إلى تيار مستمر. خلال الدورات الإيجابية للتيار المتردد، يقوم الصمام الثنائي المثالي بالتوصيل، مما يجعل جهد الخرج مساويًا للإدخال. في الدورات السلبية، فإنه يمنع التيار، مما يؤدي إلى انخفاض جهد الخرج. تؤدي هذه العملية إلى إخراج تيار مستمر، وهو ضروري للعديد من الأجهزة الإلكترونية التي تتطلب طاقة مستقرة ومستمرة.