إن الدايود (الصمام الثنائي) من أهم العناصر الالكترونية الذي يستخدم للتبديل والحماية، وهناك عدة أنواع من الثنائيات فنجد الصمام الثنائي ذو الاسترداد السريع والصمام الثنائي ذو الاسترداد المتدرج وهما نوعان مختلفان من الثنائيات المستخدمة لسرعتها العالية في التبديل في التطبيقات عالية التردد، و بصرف النظر عن سرعة التبديل العالية، هناك العديد من الاختلافات الأخرى بينهما التي سوف نوضحها في المقال هذا.
الصمام الثنائي للاسترداد السريع Fast Recovery Diode
الصمام الثنائي سريع الاسترداد أو FRD هو صمام ثنائي ذو وصلة PN يتميز بوقت
استرداد عكسي سريع للغايةK ,يُعرف أيضًا باسم الصمام الثنائي السريع أو الصمام
الثنائي سريع التبديل.
يحقق وقت استرداد سريع عن طريق إضافة الذهب كمراكز إعادة تركيب، أثناء التوصيل
تتدفق حاملات الشحنة إلى الجانب الآخر من الوصلة PNالأمر الذي يتطلب وقتًا للتدفق
مرة أخرى إلى جانبه، خلال هذا الوقت يقوم الصمام الثنائي بتوصيل التيار ولا يمكنه
منع تدفق التيار.
يساعد مركز إعادة التركيب الموجود بينهما على إعادة تركيب الإلكترون والثقب
لتحويل منطقة الاستنزاف ومنع تدفق التيار، وبالتالي تقليل وقت الاسترداد العكسي
بشكل كبير.
الصمام الثنائي للاسترداد المتدرج Step Recovery Diode
ثنائي الاسترداد التدريجي أو SRD هو نوع من ثنائيات الوصلة PN ذات نمط تشويب غير
عادي للغاية لتوفير سرعة تبديل سريعة للغاية. كما يستخدم أيضًا في التطبيقات
عالية التردد. يُعرف أيضًا باسم ثنائي تخزين الشحنة أو المكثف المتغير المعتمد
على الجهد.
يحقق هذا الصمام تحويله السريع باستخدام الشحنة المخزنة في
وصلاته، كما أن تركيز الشوائب فيه أقل مقارنة بصمام ثنائي الوصلة PN العادي.
ومع ذلك يتم الحفاظ على تركيز الشوائب فيه بطريقة تجعله ينخفض بالقرب من الوصلة.
وبالتالي تكون حاملات الشحنة في أدنى حد بالقرب من الوصلة.
يزيد من سعة
الوصلة لتخزين كمية هائلة من الشحنة مما يسمح بتدفق التيار عندما ينعكس الجهد
فجأة لفترة قصيرة، ومع ذلك يتم تفريغ الوصلة بسرعة من حاملات الشحنة لأنها في
أدنى حد بالقرب منها.
يتوقف التيار العكسي فجأة كما لو أن الصمام الثنائي انفتح فجأة، لذلك يطلق عليه
اسم الصمام الثنائي القابل للفتح المفاجئ وهذه هي الطريقة التي يوفر بها سرعة
تبديل سريعة.
الاختلافات الرئيسية بين الصمام الثنائي للاسترداد السريع والصمام الثنائي للاسترداد المتدرج
 |
| الفرق بين الصمام الثنائي للاسترداد السريع والصمام الثنائي للاسترداد المتدرج |
- ثنائي الاسترداد السريع هو عبارة عن ثنائي ذو تقاطع PN مع إضافة مراكز إعادة التركيب لتقليل وقت استعادته، بينما ثنائي للاسترداد المتدرج إنه عبارة عن صمام ثنائي ذو تقاطع PN مع تركيز مشوب متناقص تجاه التقاطع لتقليل حاملات الشحنة وبالتالي عكس وقت الاسترداد.
- في ثنائي الاسترداد السريع يتم استخدام مراكز إعادة التركيب مثل الذهب لإعادة تركيب أزواج الإلكترونات والفجوات بعد عكس الجهد، بينما ثنائي للاسترداد المتدرج ويستخدم تركيزًا أقل من المنشطات لتقليل حاملات الشحنة بالقرب من الوصلة من أجل فتح الصمام الثنائي بسرعة.
- تتمثل وظيفة الصمام الثنائي سريع الاسترداد في توفير وقت استرداد عكسي صغير وهو الوقت المستغرق بين حالة التشغيل وحالة الإيقاف ويُستخدم لتقليل خسائر الطاقة في أجهزة SMPs والمحولات العاكسة والتطبيقات عالية التردد، بينما وظيفة الصمام الثنائي لاستعادة الخطوة هي توفير شحنة مخزنة لتوليد انتقال مفاجئ للجهد. فهو يحرر الشحنة المخزنة لتحقيق سرعة تبديل سريعة وهو يستخدم في مولدات النبضات وكاشفات الطور ومضاعفات التردد.
- يتمتع ثنائي الاسترداد السريع بانخفاض كبير في الجهد الأمامي، بينما يتمتع ثنائي للاسترداد المتدرج بانخفاض جهد أمامي منخفض للغاية مما يزيد من كفاءتها.
- إن وقت التعافي العكسي للثنائي الاسترداد السريع أطول نسبيًا من وقت الاسترداد العكسي للثنائي للاسترداد المتدرج.
- يتمتع ثنائي الاسترداد السريع بسرعة تحويل أقل مقارنة بـ SRD ثنائي للاسترداد المتدرج.
- يتراوح تردد التشغيل الخاص بثنائي الاسترداد السريع بين بضعة كيلوهرتز وبضعة ميجاهرتز، بينما يتراوح تردد التشغيل الخاص بثنائي للاسترداد المتدرج بين بضعة ميغا هرتز إلى جيجا هرتز.
- يمكن للثنائي الاسترداد السريع التعامل مع الفولتية العالية حتى 1000 فولت، بينما ثنائي للاسترداد المتدرج يمكنه التعامل فقط مع الجهد المنخفض حتى 100 فولت.
- في ثنائي الاسترداد السريع يتم تبديد كمية كبيرة من الطاقة والحرارة، بينما ثنائي للاسترداد المتدرج يتميز بانخفاض استهلاك الطاقة والحرارة في الصمام الثنائي.
- ثنائي الاسترداد السريع لديه كفاءة أقل من ثنائي للاسترداد المتدرج.
- في ثنائي الاسترداد السريع هناك توليد ضوضاء أقل من SRD ثنائي للاسترداد المتدرج.
- يتميز ثنائي الاسترداد السريع بانه أرخص وأكثر فعالية من ثنائي للاسترداد المتدرج.
- يستخدم ثنائي الاسترداد السريع بشكل خاص لتصحيح الترددات العالية وتحويل الطاقة نظرًا لقدرتها على التعامل مع الفولتات الكبيرة وهي فعالة من حيث التكلفة ومن الأمثلة على ذلك العاكسات وإمدادات الطاقة وأنظمة SMPS وما إلى ذلك، بينما يستخدم ثنائي للاسترداد المتدرج بسبب سرعتها العالية جدًا وتصنيفات الجهد المنخفض الخاصة بها في تطبيقات الموجات الدقيقة والترددات الراديوية منخفضة الطاقة. ومن الأمثلة على ذلك توليد النبضات ومضاعفات التردد ودوائر التأخير الزمني.
المصدر
Difference Between Fast Recovery Diode and StepRecovery Diode