آزمایشگاه آزاد؛ بدون نیاز به ورود
دیود چطور جریان رو یک‌طرفه می‌کنه؟
چرا یک دیود در یک جهت جریان رو عبور می‌ده و در جهت برعکس تقریباً می‌بنده؟ ولتاژ رو عوض کن و تفاوت جریان و توان رو در مدل ببین.
آزمایش رو شروع کناز منفی نیم ولت شروع کن و مقدار جریان رو ببین. بعد ولتاژ رو به نیم ولت مثبت برسون؛ هر بار فقط همین ولتاژ رو تغییر بده و اجرا کن.
آزمایشگاه در حال آماده شدنه…
حالا خودت امتحان کن
هر بار فقط یک چیز رو تغییر بده تا اثرش رو ببینی. قبل از اجرا، نتیجه رو حدس بزن.
قطب‌ها رو برعکس کن
یک بار ولتاژ رو روی منفی نیم ولت بذار و اجرا کن. بعد فقط علامت ولتاژ رو عوض کن و نیم ولت مثبت رو امتحان کن؛ جریان دو حالت رو کنار هم بخون.
حدست چیه؟ در بایاس معکوس و مستقیم، جریان تقریباً به یک اندازه‌ست یا یکی خیلی بیشتره؟
توضیح نتیجه رو ببین
در بایاس معکوس، جریان مدل نزدیک صفره؛ در نیم ولت مثبت به حدود ۲۲۴٫۸۱ میکروآمپر می‌رسه. پس در این محدوده، تغییر جهت ولتاژ اثر بزرگی روی جریان داره.
ولتاژ مستقیم رو کمی بالا ببر
ولتاژ مثبت رو از چهار دهم به پنج دهم ولت تغییر بده و هر دو بار اجرا کن. مقدار جریان و توان رو در شکل مقایسه کن.
حدست چیه؟ با افزایش فقط یک‌دهم ولت، جریان هم کمی بیشتر می‌شه یا چندین برابر؟
توضیح نتیجه رو ببین
جریان از حدود ۴٫۸۰ به ۲۲۴٫۸۱ میکروآمپر می‌رسه و توان از حدود ۱٫۹۲ به ۱۱۲٫۴۱ میکرووات تغییر می‌کنه. در مدل شوکلی، جریان با ولتاژ مثبت به شکل نمایی بالا می‌ره.
در جهت معکوس چه می‌گذره؟
ولتاژ رو یک بار روی منفی نیم ولت و بار دیگه روی منفی یک ولت بذار. جریان دو حالت رو مقایسه کن.
حدست چیه؟ در این مدل ساده، منفی‌تر کردن ولتاژ جریان معکوس رو خیلی تغییر می‌ده؟
توضیح نتیجه رو ببین
در هر دو حالت، جریان نزدیک منفی یک پیکوآمپر می‌مونه؛ این مدل شکست دیود رو حساب نمی‌کنه. پس نتیجه رو به دیود واقعی یا ولتاژهای معکوس خیلی بالا تعمیم نده.
پشت این حرکت چه خبره؟
بایاس مستقیم و معکوس
V > 0; V < 0
علامت ولتاژ تعیین می‌کنه پیوند در کدوم جهت بایاس شده. در ولتاژ مثبت، مدل جریان رو به سمت مستقیم می‌بره؛ در ولتاژ منفی، جریان معکوس فقط نزدیک جریان اشباع می‌مونه.
جریان دیود با ولتاژ مثبت تند بالا می‌ره
I = Is*(exp(V/Vt)-1)
مدل از معادلهٔ شوکلی استفاده می‌کنه. وقتی ولتاژ مثبت کمی بیشتر می‌شه، جریان می‌تونه چندین برابر بشه؛ برای همین دیود در این مدل مثل مقاومت خطی رفتار نمی‌کنه.
توان به جریان و ولتاژ بستگی داره
P = abs(V*I)
توان الکتریکی از اندازهٔ جریان ضرب‌در اندازهٔ ولتاژ به دست می‌آد. در ولتاژهای خیلی بالا، خروجی توان با جریانی که شکل نشون می‌ده سازگار نمی‌مونه؛ پس این عددها رو به قطعهٔ واقعی تعمیم نده.
سؤالت رو بپرس، جوابش رو هم ببین
وقتی توی چت دربارهٔ یک مفهوم درس می‌خونی، دستیار هوش مصنوعی می‌تونه شبیه‌سازی مرتبط رو کنار توضیحش نشون بده. پارامترها رو تغییر می‌دی و با کمک توضیح بعدی، نتیجه رو بهتر می‌فهمی.
شروع یادگیری با چتبرای ادامه در چت، وارد مسیر شروع و ورود می‌شی. نتیجهٔ این آزمایش به چت منتقل نمی‌شه.
نمونهٔ نمایشی از آموزش در چت
چرا با رفتن از چهار دهم به پنج دهم ولت مثبت، جریان این‌قدر زیاد شد؟
مدل از رابطهٔ نمایی شوکلی استفاده می‌کنه، برای همین افزایش کم ولتاژ می‌تونه جریان رو چندین برابر کنه. در این دو حالت، جریان از حدود ۴٫۸۰ به ۲۲۴٫۸۱ میکروآمپر رسیده. حالا بایاس معکوس رو هم امتحان کن و ببین جریان چقدر به صفر نزدیک می‌مونه.
سؤال‌های رایج
بایاس مستقیم و معکوس یعنی چی؟
جهت ولتاژ نسبت به دو سوی پیوند دیود رو بایاس می‌گیم. در بایاس مستقیم، جریان رو به جلو می‌تونه زیاد بشه؛ در بایاس معکوس، این مدل جریان خیلی کوچکی رو نشان می‌ده.
چرا جریان در بایاس مستقیم خطی زیاد نمی‌شه؟
چون این مدل از معادلهٔ نمایی شوکلی استفاده می‌کنه. با کمی بالا رفتن ولتاژ مثبت، جریان می‌تونه چندین برابر بشه؛ مقاومت ثابت این رابطه رو توضیح نمی‌ده.
آیا جریان معکوس همیشه نزدیک صفر می‌مونه؟
فقط در محدودهٔ این مدل ساده. این شبیه‌سازی شکست دیود در بایاس معکوس رو نداره؛ در قطعهٔ واقعی، ولتاژ معکوس زیاد می‌تونه رفتار متفاوتی بسازه.
توان دیود رو چطور از روی آزمایش بخونم؟
طبق رابطهٔ معمول، توان از اندازهٔ جریان ضرب‌در اندازهٔ ولتاژ به دست می‌آد و شکل اون رو به میکرووات نشون می‌ده. در ولتاژهای خیلی بالا، عدد توان این مدل با جریان نمایش‌داده‌شده سازگار نمی‌مونه؛ اون نتیجه رو مقدار واقعی قطعه حساب نکن.