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 :

دايود زينر الثنائي ( ZENER )

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 .

الدايود الباعث للضوء ( Light emitter diode – LED )

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 .

ليزر دايود ( Laser Diode )

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

 
1A( DO-41)
1.5A( DO-15)
3A( DO-201AD)
6A( 6-ر)
10A( 6-ر)
1 A( ميلف)
3A( ميلف)
1A( SMA)
1A( SMA)
2A( SMB)
3A( SMC)
5A( SMC)
50 فولت
1N4001
1N5391
1N5400
6A05
10A05
SM4001
SM5400
M1
S1A
S2A
S3A
S5A
100 فولت
1N4002
1N5392
1N5401
6A1
10A1
SM4002
SM5401
M2
S1B
S2B
S3B
S5B
200 فولت
1N4003
1N5393
1N5402
6A2
10A2
SM4003
SM5402
M3
S1D
S2D
S3D
S5D
400 فولت
1N4004
1N5395
1N5404
6A4
10A4
SM4004
SM5404
M4
S1G
S2G
S3G
S5G
600 فولت
1N4005
1N5397
1N5406
6A6
10A6
SM4005
SM5406
M5
S1J
S2J
S3J
S5J
800 فولت
1N4006
1N5398
1N5407
6A8
10A8
SM4006
SM5407
M6
S1K
S2K
S3K
S5K
1000 فولت
1N4007
1N5399
1N5408
6A10
10A10
SM4007
SM5408
M7
S1M
S2M
S3M
S5M