نیمه هادی ها

در این صفحه می خوانید: دیود diode -یکسو کننده ها-ترانسفور ماتور- ترموستات ها.

دیود- همانطور که در مبحث الکتریسته گفتیم عناصر ژرمانیوم و سیلیکون در آخرین مدار یا لایه اتمی خود دارای 4 الکترون هستند که تمایل به جذب یا از دست دادن الکترون ها به منظور تکمیل مدار آخر خود تا رسیدن به 8 الکترون را دارند. با اضافه کردن مقدار کمی اتم نا خالصی به نیمه هادی مذکور امکان ازدیاد بار الکتریکی بوجود خواهد آمد مثلا" ترکیب اتم ژرمانیوم که دارای 4 الکترون در مدار خارجی می باشد با ارسنیک که 5 الکترون دارد پیوندهای مشترکی با یک الکترون اضافی برای هر اتم نا خالصی ارسنیک بوجود می آید در نتیجه جسم حاصل منفی ویا نیمه هادی نوع N حاصل می شود .برای حالت عکس هم به همین ترتیب است یعنی اگر مقداری ژرمانیوم را با مقداری گالیوم که دارای 3 الکترون در مدار خارجی است مخلوط کنیم بعد از تشکیل پیوند اشتراکی با اتم ناخالصی مجموعا" 7 الکترون به جای 8 الکترون در مدار خارجی بدست می آید. کمبود یک الکترون برای هر پیوند اشتراکی با اتم خالصی به منزله یک بار مثبت است که آن را حفره می نامند این نوع اضافه کردن باعث بوجود آمدن نیمه هادی نوع P با بار مثبت می شود . از نیمه هادی های ذکر شده در ساخت دیود استفاده می شود و دیود ها برای یکسو کردن جریان الکتریکی به کار می رود(یعنی تبدیل جریان ACبه DC ) دیود مثل یک جاده یک طرفه عمل  کرده واز یک سو جریان را از خود عبور می دهد واز سوی دیگر نه.

یکسو کننده ها- برای شارژ باتری ها،آبکاری،جوشکاری بعضی فلزات ،دستگاه های صوتی وتصویری،تجزیه شیمیایی و ...احتیاج به جریان دایم Dc داریم وچون برق شهر متناوب است بنابراین در دستگاه های مختلف به روش های گوناگون جریان مذکور را مستقیم می کنند.لامپ الکترونی ،دینام جریان مستقیم ودیود ها از روش های معمول یکسو سازی می باشد که در این جا انواع یکسو سازی های دیودی که بیشتر مورد استفاده دارد شرح داده می شود.

یکسو ساز نیم موج - اگرولتاژ متناوبی را به دیودوصل کنیم هنگامی که نیم سیکل مثبت به آند می رسدازآن عبور می کند به مجرد اینکه نیم سیکل منفی شروع می شود دیود نیم سیکل منفی را از خود عبور نمی دهد.به این ترتیب ولتاژ متناوب تبدیل به ولتاژ یکسو شده ی ضربان دار می شود .در خروجی فقط نیم سیکل های مثبت وجود دارد برای صاف کردن این ولتاژ ضربانی از خازن وسیم پیچ یا مقاومت استفاده می شود .از مشخصه یک سو سازهای نیم موج افت ولتاژ و عدم کیفیت می باشد.

یکسو ساز تمام موج - برای بدست آوردن ولتاژ مناسب و صاف تر از این یکسو کننده ها استفاده می شود که هم نیم سیکل مثبت وهم نیم سیکل منفی را هدایت وتثبیت می نماید در شکل زیر دو نمونه از آن ها را می بینید.

عیب یابی دیودها- اهم متر را روی رنج R×1  قرار می دهیم وسیم های آن را به دو سر دیود متصل می کنیم اگر عقربه منحرف شد یعنی دیود از این سو جریان عبور می دهد حال اگر جای سیم های اهم متر را عوض کنیم نباید عقربه منحرف شود .نتیجه اینکه با اتصال سیم های اهم متر ،دیودی که درهر دو حالت عقربه را منحرف کند وهمچنین دیودی که درهر دو حالت عقربه را منحرف نکند خراب است .(تذکر :هنگام آزمایش بهتر است یک سر دیود از مدار جدا شود .).

ترانسفور ماتور (مبدل)- تشکیل شده است از هسته ای ازآهن خالص به شکل قاب یا حلقه که برروی آن دو دسته سیم پیچی شده است که تعداد حلقه های آن متفاوت واز یکدیگر مجزاست.به سیم پیچی که جریان می دهند اولیه وسیم پیچ یا مدار دیگر را ثانویه می نامند.با عبور جریان متناوب در مدار سیم پیچ اولیه ،درمدار ثانویه یک جریان الکتریکی القا می شود که ولتاژ وشدت جریان بوجود آمده به قطر سیم وتعداد دور آن ها بستگی دارد.وبطور کلی می توان گفت ترانسفور ماتور می تواند ولتاژ وشدت را به دلخواه تغییر دهد بدون آنکه توان تغییرکند.پس ترانسفور ماتور ممکن است افزاینده یا کاهنده باشد.در اکثر وسایل صوتی وتصویری از ترانسفور ماتور کاهنده ولتاژ استفاده می شود از موارد استفاده ترانسفور ماتور ها ،کوره های القایی،دستگاه های جوشکاری هویه هفت تیری وکویل خود رو را می توان نام برد (لازم به تذکر است که ترانسفور ماتور با جریان متناوب کار می کند.)

ترموستات ها- ترموستات ها کلید های خود کاری هستند که جهت تنظیم درجه حرارت بکار می روند از انواع آن ها می توان ترموستات بی متالی وترموستات گازی را نام برد.

ترموستات بی متالی - می دانیم در اثر گرما فلزات منبسط می شوند واین انبساط برای فلزات مختلف متفاوت است هر گاه دوقطعه فلز مختلف که دارای ضریب انبساط حرارتی متفاوت هستند را به هم جوش دهیم وآن را در نزدیکی منبع حرارتی مورد نظر ودر مسیر جریان برق قرار دهیم هر دو فلز گرم می شوند وطول آن ها ازدیاد می یابد ولی چون ازدیاد طول یکی از فلزات بیشتر از دیگری است لذا دو فلز به یک طرف خم می شوند این حرکت مستقیما" ویا بوسیله اهرم هایی به یک کنتاکت منتقل شده ومدار را قطع یا وصل می کند از این وسیله در فیوزها ،سماور برقی،اتوی برقی و...بالاخره در اکثر وسایل برقی که در آن ها یک المان حرارتی وجود دارد استفاده می شود.همچنین برای حفاظت موتور ها از سوختن نیزمورد استفاده قرار می گیرد.

ترموستات گازی- این ترموستات با انبساط وانقباض گازهای حساس نظیر اتر ویا جیوه کار می کند . گاز مذکور در محفظه ای بنام بلو و لوله مویی همراه آن قرار دارد ودر نزدیکی منبع حرارت قرار می گیرد .بطور خلاصه انبساط گاز درون بلو از طریق لوله مویی به فانوسک مخزن گاز ونهایتا" به پلاتین های قطع و وصل جریان فشار وارد کرده وباعث قطع جریان می شود .با سرد شدن محیط اطراف بلو قضیه بر عکس می شود. از ترموستات های گازی در رادیاتور ،در آبگرم کن ها ویخچال ها استفاده می شود .نمونه ساده تری از ترموستات گازی در رادیاتور خودرو استفاده می شود.پایان