دیود سلنیومی (Selenium Diode)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع دیودها (Diode) را در آموزش زیر شرح دادیم :
دیود سلنیومی (Selenium Diode) :
دیود سلنیومی (Selenium Diode) یک نوع قدیمی از دیودهای یکسوساز بود که از سلنیوم (Selenium) به عنوان ماده نیمه هادی استفاده می کرد. این دیودها پیش از رایج شدن دیودهای سیلیکونی، به طور گسترده در یکسوسازهای منابع تغذیه، شارژرهای باتری، و تلویزیون ها استفاده می شدند. دیودهای سلنیومی به صورت صفحات (Plates) یا پشته های (Stacks) چندلایه ساخته می شدند.
ساختار یک دیود سلنیومی شامل یک صفحه فلزی (معمولا آلومینیوم یا فولاد) به عنوان پایه است که با یک لایه نازک سلنیوم پوشانده شده است. بر روی سلنیوم، یک لایه آلیاژ فلزی (مانند کادمیوم یا قلع) به عنوان الکترود دیگر (کاتد) قرار می گیرد. در محل اتصال سلنیوم و لایه فلزی، یک سد یکسوساز (Rectifying Barrier) تشکیل می شود.
مکانیزم یکسوسازی در دیود سلنیومی شبیه دیود شاتکی (Schottky Diode) است، یعنی یک اتصال فلز-نیمه هادی. سلنیوم یک نیمه هادی نوع P است و لایه فلزی روی آن یک اتصال یکسوساز ایجاد می کند. جهت هدایت از فلز به سلنیوم است (یعنی آند به صفحه فلزی و کاتد به سلنیوم).
مشخصه دیود سلنیومی افت ولتاژ مستقیم (Forward Voltage Drop) نسبتا بالا (حدود ۱-۱.۵ ولت) و چگالی جریان پایین داشت. برای دستیابی به جریان های بالاتر، چندین صفحه سلنیومی به صورت موازی و سری (برای ولتاژ بالاتر) روی هم سوار می شدند و پشته های سلنیومی (Selenium Stacks) را تشکیل می دادند که ظاهری شبیه رادیاتور داشتند.
یکی از ویژگی های بدنام دیودهای سلنیومی، تخریب تدریجی (Aging) آنها در طول زمان بود. مقاومت سری آنها با گذشت زمان افزایش می یافت و افت ولتاژ بیشتر می شد. در نهایت، این دیودها تمایل به اتصال کوتاه (Short Circuit) داشتند. بدتر از آن، وقتی می سوختند، بوی بسیار بد و سمی (شبیه سیر گندیده) تولید می کردند که ناشی از تبخیر سلنیوم بود.
پارامترهای مهم دیود سلنیومی عبارت بودند از: حداکثر ولتاژ معکوس (PIV) برای هر صفحه (معمولا ۲۵-۳۰ ولت)، چگالی جریان (معمولا ۱۰۰-۲۰۰ میلی آمپر بر سانتی متر مربع)، و مساحت صفحه. برای یکسوسازی ولتاژ ۲۵۰ ولت، به ۱۰ صفحه سری نیاز بود و برای جریان ۱ آمپر، به مساحت کافی (حدود ۱۰ سانتی متر مربع) نیاز بود.
دیودهای سلنیومی در مقایسه با دیودهای سیلیکونی معایب زیادی داشتند: ابعاد بزرگ، وزن زیاد، بازده پایین، افت ولتاژ بالا، تخریب تدریجی، و تولید بوی سمی هنگام سوختن. با ظهور دیودهای سیلیکونی قدرتمند و ارزان در دهه ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰، دیودهای سلنیومی به سرعت منسوخ شدند.
امروزه، دیودهای سلنیومی عمدتا در تجهیزات الکترونیکی بسیار قدیمی (Vintage Electronics) مانند رادیوها و تلویزیون های قدیمی یافت می شوند. مرمت کاران این تجهیزات معمولا دیودهای سلنیومی را با دیودهای سیلیکونی مدرن (با یک مقاومت سری برای جبران افت ولتاژ کمتر) جایگزین می کنند تا قابلیت اطمینان دستگاه افزایش یابد و از بوی بد احتمالی جلوگیری شود.
یکی از دلایل باقی ماندن دیودهای سلنیومی در برخی تجهیزات نظامی قدیمی تا دهه ۱۹۸۰، مقاومت ذاتی آنها در برابر پالس های الکترومغناطیسی (EMP) ناشی از انفجارهای هسته ای بود. دیودهای سیلیکونی در برابر EMP آسیب پذیرتر بودند، در حالی که سلنیوم می توانست پالس های قوی را تحمل کند.
در نهایت، دیود سلنیومی یک فناوری گذرا در تاریخ الکترونیک است که راه را برای یکسوسازهای نیمه هادی مدرن هموار کرد. اگرچه امروزه منسوخ شده است، اما نقش مهمی در توسعه منابع تغذیه و تجهیزات الکترونیکی در اواسط قرن بیستم ایفا کرد. مطالعه این دیودها به درک بهتر پیشرفت فناوری نیمه هادی کمک می کند.
