دیود بایاس (Bias Diode)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع دیودها (Diode) را در آموزش زیر شرح دادیم :
دیود بایاس (Bias Diode) :
دیود بایاس (Bias Diode) یک اصطلاح کلی برای دیودهایی است که برای ایجاد ولتاژ بایاس (Bias Voltage) یا جریان بایاس (Bias Current) در مدارات آنالوگ استفاده می شوند. این دیودها معمولا برای تثبیت نقطه کار ترانزیستورها (Transistor Biasing) یا ایجاد یک افت ولتاژ ثابت در یک مسیر به کار می روند. رایج ترین مثال، استفاده از دیود در مدارات بایاس کلاس B و AB در تقویت کننده های توان صوتی است.
مکانیزم کار: یک دیود سیلیکونی معمولی در بایاس مستقیم، یک افت ولتاژ تقریبا ثابت (حدود ۰.۶-۰.۷ ولت) ایجاد می کند. با قرار دادن یک یا چند دیود به صورت سری در مدار بایاس، می توان افت ولتاژ مورد نیاز (مثلا ۱.۴ ولت برای دو دیود) را ایجاد کرد. این افت ولتاژ نسبتا ثابت، به عنوان یک مرجع ولتاژ ساده عمل می کند و می تواند برای بایاس کردن ترانزیستورها در ناحیه خطی استفاده شود.
پارامترهای مهم برای دیود بایاس شامل ولتاژ آستانه (Forward Voltage - V_F) در جریان بایاس مورد نظر، ضریب دمایی (Temperature Coefficient) (که حدود -۲ میلی ولت بر درجه سانتیگراد است)، و حداکثر جریان مجاز (I_F) است.
کاربرد اصلی دیود بایاس در تقویت کننده های صوتی کلاس AB (Class AB Audio Amplifiers) است. در این تقویت کننده ها، برای کاهش اعوجاج تقاطعی (Crossover Distortion)، باید یک ولتاژ بایاس کوچک (معمولا ۱.۲-۱.۴ ولت) بین بیس دو ترانزیستور خروجی (NPN و PNP) اعمال شود. این ولتاژ معمولا با استفاده از دو یا سه دیود سری (یا یک ترانزیستور متصل به دیود) ایجاد می شود.
کاربرد دیگر در مدارات جبران سازی دمایی (Temperature Compensation) است. از آنجایی که V_F دیود با دما کاهش می یابد، می توان از آن برای جبران کاهش مشابه در V_BE ترانزیستورها استفاده کرد. با قرار دادن دیود بایاس در مجاورت حرارتی ترانزیستور خروجی، نقطه کار ترانزیستور در دماهای مختلف تثبیت می شود.
سری معروف دیودهای بایاس شامل دیودهای معمولی مانند 1N4148، 1N400x، یا دیودهای قدرتی مانند 1N540x هستند. انتخاب دیود به جریان مورد نیاز در مدار بایاس بستگی دارد. در تقویت کننده های توان بالا، از دیودهای قدرتی استفاده می شود تا بتوانند جریان بایاس را تحمل کنند.
در برخی مدارات پیشرفته تر، به جای دیودهای مجزا، از ترانزیستورهای متصل به دیود (Diode-Connected Transistors) استفاده می شود که تطبیق بهتری با ترانزیستورهای خروجی دارند.
در نهایت، دیود بایاس یک قطعه ساده اما حیاتی برای عملکرد صحیح بسیاری از مدارات آنالوق، به ویژه تقویت کننده های توان صوتی، است.
