دیود بک وارد (Backward Diode)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع دیودها (Diode) را در آموزش زیر شرح دادیم :
دیود بک وارد (Backward Diode) :
دیود بک وارد (Backward Diode) در واقع همان دیود معکوس (Backward Diode) است که در مورد شماره ۲۶ توضیح داده شد. این دیود نوع خاصی از دیود تونلی (Tunnel Diode) است که در آن ناحیه مقاومت منفی (Negative Resistance Region) وجود ندارد یا بسیار کوچک است. نام "بک وارد" (Backward) از این واقعیت گرفته شده که جهت هدایت آن نسبت به دیود معمولی معکوس است: در بایاس معکوس جریان زیادی هدایت می کند و در بایاس مستقیم جریان کمی.
ساختار دیود بک وارد شبیه دیود تونلی است، یعنی هر دو ناحیه P و N بسیار heavily doped هستند. اما غلظت ناخالصی در دیود بک وارد کمی کمتر از دیود تونلی است، به طوری که سطوح فرمی (Fermi Levels) تقریبا با لبه های نوار هدایت و ظرفیت همسطح می شوند. در نتیجه، ناحیه تهی (Depletion Region) کمی پهن تر از دیود تونلی است.
در بایاس معکوس (Reverse Bias)، الکترون ها از نوار ظرفیت سمت P به نوار هدایت سمت N تونل می زنند و جریان معکوس قابل توجهی ایجاد می کنند. در بایاس مستقیم (Forward Bias) کوچک، به دلیل عدم تطابق انرژی، جریان تونل زنی ناچیز است و جریان عمدتا ناشی از انتشار (Diffusion Current) است که در ولتاژهای پایین بسیار کم است.
پارامترهای مهم دیود بک وارد شامل جریان در بایاس معکوس، ولتاژ آستانه (که نزدیک به صفر است)، و ظرفیت خازنی پایین (مناسب برای فرکانس های بالا) است. این دیودها معمولا برای کاربردهای فرکانس بالا و سیگنال ضعیف طراحی می شوند.
کاربرد اصلی دیود بک وارد در آشکارسازهای سیگنال های بسیار ضعیف (Very Small Signal Detectors) و یکسوسازهای پهن باند (Broadband Rectifiers) در فرکانس های بالا است. به دلیل ماهیت تونل زنی که بسیار سریع است، دیود بک وارد می تواند تا فرکانس های چند صد گیگاهرتز (تا محدوده میلی متری) کار کند.
در مقایسه با دیود شاتکی (Schottky Diode) برای یکسوسازی سیگنال های بسیار ضعیف (زیر ۱۰ میلی ولت) عملکرد بهتری دارد، زیرا افت ولتاژ آن در جهت هدایت (معکوس) نزدیک به صفر است. اما در ولتاژهای بالاتر، دیود شاتکی معمولا جریان بیشتری می تواند تحمل کند.
مواد سازنده دیود بک وارد معمولا ژرمانیوم (Germanium) یا گالیوم آرسناید (Gallium Arsenide - GaAs) هستند. دیودهای بک وارد ژرمانیومی برای فرکانس های تا چند ده گیگاهرتز مناسب هستند. دیودهای بک وارد GaAs برای فرکانس های بالاتر (تا چند صد گیگاهرتز) و دمای کاری بالاتر استفاده می شوند.
در نهایت، دیود بک وارد یک قطعه تخصصی برای کاربردهای خاص در فرکانس های بالا و تشخیص سیگنال های بسیار ضعیف است. اگرچه امروزه در بسیاری از کاربردها توسط ترانزیستورها و مدارات مجتمع جایگزین شده است، اما در برخی موارد که نیاز به حساسیت بالا در فرکانس های بسیار بالا وجود دارد، همچنان یک گزینه مناسب محسوب می شود.
