Diode et diode zener-2 ème Technologie de l’informatique

يعد درس الصمام الثنائي وصمام زينر (Diode et Diode Zener) من أهم المحاور الأساسية في مادة التكنولوجيا والهندسة الكهربائية لتلاميذ السنة الثانية تكنولوجيا الإعلامية. يساعد هذا المكون الإلكتروني الذكي على فهم كيفية توجيه التيار الكهربائي وحماية الدوائر الحساسة وضبط الجهد الكهربائي بكل دقة. في هذا المقال التعليمي المبسط، نستعرض أهم المفاهيم والقواعد النظرية والتطبيقية التي تحتاجها للتحضير الجيد للفروض والاختبارات.

1. ما هو الصمام الثنائي العادي (La Diode à jonction)؟

الصمام الثنائي هو عنصر إلكتروني يتكون من مادتين شبه موصلتين ترتبطان معاً لتشكيل ما يسمى الوصلة (Jonction PN). يتميز الصمام بوجود مربطين رئيسيين هما المصعد (Anode – A) والمهبط (Cathode – K)، وتكمن وظيفته الرئيسية في السماح لمرور التيار الكهربائي في اتجاه واحد فقط ومنعه في الاتجاه المعاكس.

طرق استقطاب الصمام الثنائي (Polarisation)

لكي يعمل الصمام داخل الدائرة، يمكن ربطه بإحدى طريقتين:

• الاستقطاب المباشر (Polarisation directe): يوصل المصعد (A) بالقطب الموجب للمولد، والمهبط (K) بالقطب السالب. في هذه الحالة، إذا تجاوز الجهد قيمة جهد العتبة (Tension de seuil ويُرمز لها بـ V0 أو VD)، يصبح الصمام ناقلاً للتيار ويعمل بمثابة قاطع تيار مغلق (Interrupteur fermé). بالنسبة لصمامات السيليكون الشائعة، تبلغ قيمة جهد العتبة تقريباً 0.7 فولت.
• الاستقطاب العكسي (Polarisation inverse): يوصل المصعد (A) بالقطب السالب والمهبط (K) بالقطب الموجب. في هذه الوضعية، يمنع الصمام مرور التيار الكهربائي ويكون التيار شبه منعدم، حيث يتصرف كقاطع تيار مفتوح (Interrupteur ouvert).

2. صمام زينر (La Diode Zener) وخصائصه

صمام زينر هو نوع خاص من الصمامات الثنائية تم تصميمه ليعمل خصيصاً في منطقة الانكسار أو الاستقطاب العكسي دون أن يتلف. هذا السلوك الفريد يجعله عنصراً ممتازاً في عمليات تثبيت التوتر الكهربائي (Régulation de tension).

يمتاز صمام زينر بسلوكين أساسيين تبعاً لربطه في الدارة:

• في الاتجاه المباشر: يسلك صمام زينر سلوك صمام عادي تماماً، ويبدأ بالنقل عندما يتعدى التوتر جهد العتبة المباشر (حوالي 0.7 فولت).
• في الاتجاه العكسي: لا يمرر التيار طالما أن الجهد المطبق أقل من قيمة معينة تُسمى توتر زينر (Tension Zener – Vz). وبمجرد وصول الجهد العكسي إلى هذه القيمة، يصبح الصمام ناقلاً ويحافظ على جهد ثابت بين طرفيه مساوٍ لـ Vz مهما تغيرت شدة التيار المار فيه ضمن الحدود المسموح بها.

3. التطبيقات العملية للصمامات في تكنولوجيا الإعلامية

تعتبر هذه الصمامات حجر الأساس في العديد من التطبيقات الإلكترونية المستخدمة يومياً في أجهزة الإعلامية والأنظمة الإلكترونية المدمجة:

• تقويم التيار المتردد (Redressement): تحويل التيار الكهربائي المتناوب (AC) إلى تيار مستمر (DC) في وحدات التغذية الكهربائية (Boîtes d’alimentation)، سواء باستخدام نصف موجة أو موجة كاملة (جسر غريتز – Pont de Graetz).
• تثبيت الجهد (Stabilisation de tension): استغلال صمام زينر للحصول على توتر مرجعي ثابت لتغذية المعالجات الدقيقة والدوائر المندمجة وحمايتها من التغيرات المفاجئة لشدة الجهد.
• حماية المكونات من التيارات الارتدادية: استخدام الصمامات كصمامات حرة (Diode de roue libre) لحماية الترانزستورات عند التحكم في المحركات أو المرحلات الكهرومغناطيسية.

طريقة الحل المبسطة:

• التوتر بين طرفي المقاومة: UR = E – Vz = 12 – 5.6 = 6.4V.
• شدة التيار: I = UR / R = 6.4 / 220 = 0.029A أي ما يعادل 29mA تقريباً.

4. ملخص وتحميل درس Diode et Diode Zener بصيغة PDF

لمراجعة الرسوم البيانية، ومنحنيات الخصائص (Caractéristiques courant-tension)، ومزيد من التطبيقات والمسائل المحلولة الخاصة ببرنامج السنة الثانية تكنولوجيا الإعلامية، يمكنك الاطلاع على الوثيقة المرفقة عبر الرابط التالي:

تحميل ملف PDF

ننصحك بحل التمارين التطبيقية بمفردك ثم مقارنة إجابتك بالحل النموذجي لتثبيت المفاهيم الهندسية واكتساب السرعة المطلوبة في إنجاز الفروض المراقبة والتأليفية بنجاح.

للاطلاع على الملفات وتحميلها بروبط تحميل مباشرة

File	File size	Downloads
diode	6 ميغابايت	253