الصمام الثنائي أو ثنائي المساري والذي يعرف باسم الدايود في اللغة الإنجليزية (Diode ) ، هو عبارة عن مكون إلكتروني أو قطعة يتم تصنيعها من مادة الجرمانيوم ، تعمل بشكل أساسي كمحول أحادي الاتجاه للتيار الكهربي ، حيث يسمح الدايود بتدفق التيار بسهولة في اتجاه واحد لكنه يقيد ويمنع التيار من التدفق في الاتجاه المعاكس ، وفي الأغلب يكون الدايود مصنوعا من المواد أشباه الموصلات مثل السيليكون أو الجرمانيوم أو السيلينيوم ، كما يعرف الدايود أيضا باسم المقاوم حيث يعمل على تغيير التيار المتردد ( AC ) إلى تيار مستمر ( DC ) ، يتم تصنيف الدايود وفقا لنوعه وجهده وقدرته الكهربية . 

خواص الدايود

يسمح الدايود بمرور التيار الكهربي في اتجاه واحد ولا يسمح برجوعه في نفس الاتجاه أي أنه يعتبر صمام إلكتروني للتيار ، وكذلك فإن الدايود يمنع حدوث التلف في الأجهزة الكهربية ، فعلى سبيل المثال فإن دايود زينر يقوم بربط الدائرة الكهربية من خلال وضع الانحياز العكسي ، وذلك من أجل أن يتلف أثناء سريان التيار الكهربي عالي الجهد ، دون أن يحدث تلف في كافة العناصر الموجودة في الدائرة الكهربية للجهاز الالكتروني التي يتواجد فيها الدايود ، وبالنسبة للدايود الضوئي LED والذي يعمل على انبعاث الضوء ، المستخدم في الإضاءة في المصابيح ذات النوع LED وفي الكاميرات ، فإنه يتميز بالإضافة القوية بالإضافة إلى توفير معدلات استهلاك الكهرباء بشكل كبير للغاية .

وهناك أنواع من الدايود ذو الأشعة تحت الحمراء IR – LED ، يفيد في استخدامه للإضاءة الليلية في كاميرات الرؤية الليلية وفي جهاز التحكم عن بعد للتلفزيونات ، وليس ذلك فقط فمن خصائص الدايود الهامة قدرته على استخلاص الإشارات السمعية ، حتى الضعيفة منها ، فإنه يستطيع أن يستخلصها من ترددات إشارات الراديو ، وبعض الأنواع الأخرى من الدايود هي ذات أهمية كبيرة في مجال تضخيم الصوت ، ولذا تستخدم في مكبرات الصوت والميكروفونات ، كما أن هناك نوع من الدايودات يقوم بدور هام كمصدر للتذبذب والذي من أمثلته محولات التردد ، ويمكن الاستعانة بالدايود في عمل جسر التقويم ، وذلك بربط الدايودات لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر .

من أهم ما يميز الدايودات حجمها الصغير الملائم ، وأنها تساعد على تصميم دوائر إلكترونية بسيطة في بعض الأنواع مثل زينر دايود ، وهي تساعد في السيطرة على التيار المتدفق ، وتنتج ضوضاء بسيطة ومحتملة ، ويمكن لبعض أنواعها أن تعمل على ترددات مرتفعة ومن أمثلتها دايود شوتكي ، ويعتبر الدايود منخفض العيوب ، ولعل من أهم عيوبه تبديد الكثير من الطاقة بالنسبة لزينر دايود ، وبالتالي فهو أقل كفاءة بالنسبة للأحمال الثقيلة ، كما أن الدايودات بشكل عام شديدة الحساسية لدرجة الحرارة .

انواع الدايود

هناك أنواع متعددة من الدايود تختلف حسب وظيفتها وقدرتها ، وفيما يلي الأنواع الشائعة الاستخدام منها :

يستخدم في الدوائر الكهربية التي يكون فيها التيار منخفضا إلى حد ما ، حيث يقوم بوظيفة تنظيم الجهد الكهربي ، وهو يختلف عن جميع أنواع الدايود التي لا يسري فيها التيار إذا كان اتجاهها معكوسا ، حيث أن دايود زينر يسمح بمرور التيار في الاتجاه المعاكس ، وذلك عندما يتخطى الجهد المعاكس حدا معينا يتم تحديده من خلال تصميم الدايود ، أي أن دايود زينر الثنائي يعتمد على الجهد الكهربي ويعمل بمثابة مفتاح كهربي .

هو جهاز يتم صنعه من مواد أشباه موصلات ، ويقوم بإشعاع أو إخراج الضوء عندما يمر التيار الكهربي من خلاله ، ويتميز هذا النوع بأن استخدامه مقصورا على نطاق الضوء المرئي أو الضوء غير المرئي مع اختلاف الأطوال الموجية ، وهو ذو حجم صغير مما يجعله مناسبا للاستخدام في الكثير من التطبيقات البصرية .

لا يشبه الليزر دايود الدايود الثنائي الباعث للضوء ، لأنه يولد ضوءا متماسكا ، يتم استخدام هذا النوع من الدايود على نطاق واسع في العديد من التطبيقات مثل أقراص DVD ومحركات الأقراص المضغوطة ، وفي أجهزة العروض التقديمية .

تطبيقات واستخدامات الدايود

تتمثل الوظيفة الأساسية للدايود في تغيير التيار المتردد إلى تيار مستمر عن طريق إزالة جزء من الإشارة ، هذه الوظيفة تجعلها تبدو كمقاومات ، ويتم استخدامها في المفاتيح الكهربائية وتستخدم في واقيات زيادة التيار ، لأنها يمكن أن تمنع حدوث تصاعد في الجهد .

الدايود يساعد في الآداء المنطقي الرقمي ، حيث يتم استخدام الملايين منها في البوابات المنطقية والمعالجات الحديثة .

يتم استخدام الدايود في عزل الإشارات مثل إزالة الإشارات السلبية من التيار المتردد ، وتستخدم هذه الوظيفة بشكل أساسي في أجهزة الراديو كنظام ترشيحي لاستخراج الإشارات اللاسلكية من الموجات الحاملة .

تستخدم في إنشاء إمدادات الطاقة ومضاعفات الجهد ، حيث يساعد استخدام مقوم الموجة الكاملة في توفير جهد أكثر ثباتًا ، مزيج من الصمام الثنائي مع مكثف سيساعد على جعل الجهد المتردد صغير مضاعفة لإنشاء الجهد العالي للغاية .

وتستخدم الثنائيات الباعثة للضوء أو المصابيح في أجهزة الاستشعار وأيضًا في أجهزة الليزر ، وتستخدم ثنائيات زينر كمنظمات للجهد .

جدول ارقام الدايود