حل مسائل دیود در مدار الكتریكی(2)

تمرین 1

همان طور كه می دانید جریان متناوب به این معنی است كه جهت جریان در مدار تغییر می كند به طور مثال فركانس جریان برق شهر 50HZ است و این بدان معنی است كه در هر یك ثانیه 50 بار جهت جریان عوض می شود.

چگونه می توانیم از دیود به عنوان یكسو كننده (یعنی بار الكتریكی در مدار فقط در یك جهت شارش كند) استفاده كرد؟

راهنمایی و حل:

همان طور كه در شكل زیر می بینید یك ولتاژ متناوب به یك لامپ وصل است و این بدان معنی است كه از لامپ در یك لحظه جریان در جهت راست و در لحظه بعدی جریان در جهت چپ می گذرد كه باعث روشن شدن لامپ می شود.

حال اگر یك دیود به مدار بالا اضافه كنیم طوری كه با لامپ سری باشد (مطابق شكل زیر) آن گاه وقتی جریان در جهت راست است، لامپ روشن می شود و در لحظه است كه جریان در سمت چپ است لامپ روشن نمی شود و این چنین جریان یكسو شده است یعنی در مدار پایین فقط جریان ساعتگرد وجود خواهد داشت.

تمرین 2

یك ولتاژ متناوب به لامپی وصل شده است اگر نمودار جریان برحسب زمان مدار مذكور به صورت زیر باشد بعد از این كه یك دیود با لامپ سری شد، چه تغییری در نمودار جریان برحسب زمان ایجاد می شود؟

راهنمایی و حل:

مطابق شكل زیر به مدار یك دیود اضافه كرده ایم:

همان طور كه می دانید دیود در یك جهت جریان را عبور نمی دهد بنابر این اگر جهت ساعتگرد جریان را مثبت بگیریم، آنگاه دیود فقط به این جریان ها اجازه عبور می دهد و جریان های منفی (پاد ساعتگرد) نمی توانند عبور كنند پس نمودار جریان برحسب زمان به شكل زیر در می آید.

اگر دیود برعكس شود آنگاه جریان های منفی اجازه عبور دارند و جریان های مثبت نمی توانند عبور كنند بنابراین داریم:

تمرین 3

همان طور كه گفته شد وقتی ناخالصی به نیمرسانا اضافه می كنیم و نیمرسانای نوع n می سازیم فاصله بین تراز ایجاد شده با نوار رسانش در حد 0/01eV  خواهد بود كه با تحریك گرمایی كم نیز الكترون ها روی این تراز به نوار رسانش می روند.

از طرفی دیگر می دانیم یكی از راه های دیگر تحریك اتم ها، تحریك نورانی می باشد. فوتون با چه طول موجی می تواند الكترون را از این تراز به نوار رسانش ببرد؟

راهنمایی و حل:

طول موج نوری در ناحیه قرمز می باشد.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: محسنی

تنظیم: مریم فروزان کیا