#07 دوائر القص البسيطة على التوازي — ديود شنت موجب وسالب

تجد أدناه جميع الأسطر المكتوبة في الدفتر مع النص الكامل للشرح الصوتي.

1. 1. من التوالي إلى التوازي

   

   القص على التوالي: D داخل مسار تيار الحمل

   القص على التوازي: R على التوالي وD شنت على الخرج

   D ON → قصر الخرج → v_o = 0

   D OFF → i = 0 → v_R = 0 → v_o = v_i

   آلية القص معكوسة بين التوالي والتوازي

   نص الشرح الصوتي

   أهلاً بكم مجدداً. في الدرسين الماضيين بنينا جميع دوائر القص الست على التوالي. كان الديود موضوعاً على التوالي مع مقاومة الحمل، مباشرةً في مسار التيار. عندما يكون الديود في حالة تشغيل، يمرّ التيار عبر المقاومة ويتبع الخرج الدخل. عندما ينطفئ، ينفتح المسار، ويصبح التيار صفراً، ويهبط الخرج إلى صفر. اليوم ننقل الديود من المسار التسلسلي ونضعه على التوازي مع الخرج. هذه هي دائرة القص على التوازي. الدائرة تحتوي على مقاومة R على التوالي بين مصدر الدخل وعقدة الخرج. الديود D يقع بين عقدة الخرج والأرضي. جهد الخرج v o يُقاس عبر الديود، وليس عبر المقاومة كما كان سابقاً. عندما يعمل الديود، يتصرف كدائرة قصر عبر الخرج. هذا يسحب v o إلى الصفر. عندما ينطفئ، لا يمرّ تيار عبر الديود، وإذا كان الخرج دائرة مفتوحة، لا يمرّ تيار عبر R أيضاً، فيكون v o يساوي v i. آلية القص معكوسة مقارنةً بدائرة القص على التوالي. في التوالي، انطفاء الديود يسبّب خرجاً صفرياً. في التوازي، تشغيل الديود يسبّب خرجاً صفرياً. لكن كما سنرى، نفس اتجاه الديود لا يزال يقص نفس نصف الموجة.

2. 2. دائرة القص الموجبة على التوازي

   

   الحالة 7: قص موجب بسيط على التوازي

   v_i > 0 → D ON → v_o = 0

   تيار التوصيل: i_R = v_i / R

   v_i < 0 → D OFF → i_R = 0

   $لا هبوط على R \to v_{\mathrm{o}} = v_{\mathrm{i}}$

   النصف الموجب مقصوص؛ النصف السالب يمر

   نص الشرح الصوتي

   الحالة السابعة: دائرة القص الموجبة البسيطة على التوازي. الديود متصل بمصعده عند عقدة الخرج ومهبطه عند الأرضي. عندما يكون الدخل v i موجباً، يرى المصعد جهداً موجباً عبر R، بينما المهبط عند الصفر. الديود منحاز أمامياً، فيعمل. كدائرة قصر، يجبر v o على صفر فولت. التيار من v i يمرّ عبر R وعبر الديود إلى الأرضي. المقاومة R تحدّ من هذا التيار. لذلك خلال كامل نصف الدورة الموجب، الخرج مثبّت عند الصفر. الآن عندما يصبح v i سالباً، يرى المصعد جهداً سالباً. المهبط عند الصفر، وهو أعلى من المصعد. الديود منحاز عكسياً. ينطفئ. بدون تيار عبر فرع الديود، وبدون حمل على الخرج، لا يمرّ تيار عبر R أيضاً. فلا يوجد هبوط جهد عبر R، و v o يساوي v i. نصف الدورة السالب يمرّ إلى الخرج. باختصار: النصف الموجب يُقصّ إلى صفر، والنصف السالب يمرّ.

3. 3. شكل خرج القص الموجب

   

   المتقطع: v_i؛ المتصل: v_o

   $v_{\mathrm{o}} = 0 عندما v_{\mathrm{i}} \ge 0$

   $v_{\mathrm{o}} = v_{\mathrm{i}} عندما v_{\mathrm{i}} < 0$

   جهد الانتقال: V_T = 0 V

   نفس خرج القص الموجب على التوالي، لكن حالة الديود معكوسة

   نص الشرح الصوتي

   شكل الموجة يؤكّد ذلك. الخط المتقطع هو الدخل، موجة جيبية بسعة V m. للأجزاء الموجبة، الديود يعمل والخرج مثبّت عند الصفر. للأجزاء السالبة، الديود منطفئ والخرج يتبع الدخل. القاعدة مكتوبة: عندما v i أكبر من صفر، v o يساوي صفر. عندما v i أقل من صفر، v o يساوي v i. الانتقال بين التشغيل والإطفاء يحدث عند v i يساوي صفر. قارن هذا مع دائرة القص الموجبة البسيطة على التوالي من الدرس الخامس. تلك الدائرة أيضاً تقص النصف الموجب وتمرّر النصف السالب. شكل موجة الخرج يبدو متطابقاً، لكن الآلية الداخلية مختلفة. في النسخة التسلسلية كان الديود منطفئاً أثناء القص. في هذه النسخة المتوازية الديود يعمل أثناء القص.

4. 4. دائرة القص السالبة على التوازي

   

   الحالة 8: اعكس اتجاه D

   v_i > 0 → D OFF → v_o = v_i

   v_i < 0 → D ON → v_o = 0

   النصف الموجب يمر؛ النصف السالب يُقص

   $v_{\mathrm{o}} = v_{\mathrm{i}} عندما v_{\mathrm{i}} > 0;\; v_{\mathrm{o}} = 0 عندما v_{\mathrm{i}} \le 0$

   نص الشرح الصوتي

   الحالة الثامنة: دائرة القص السالبة البسيطة على التوازي. اعكس الديود. الآن المهبط عند عقدة الخرج والمصعد عند الأرضي. عندما يكون v i موجباً، يرى المهبط جهداً موجباً والمصعد عند الصفر. الديود منحاز عكسياً، فينطفئ. لا تيار عبر الديود، ولا تيار عبر R. v o يساوي v i. النصف الموجب يمرّ. عندما يصبح v i سالباً، يرى المهبط جهداً سالباً، أقل من المصعد عند الصفر. الديود منحاز أمامياً ويعمل. يقصر الخرج إلى الصفر، فيكون v o يساوي صفر خلال كامل نصف الدورة السالب. النتيجة: النصف الموجب يمرّ، والنصف السالب يُقصّ إلى صفر. هذه هي قاعدة التسمية. دائرة القص السالبة تقص نصف الدورة السالب.

5. 5. مقارنة آليتي القص

   

   الموجب المتوازي: النصف + صفر؛ النصف − يمر

   السالب المتوازي: النصف − صفر؛ النصف + يمر

   مستوى القص البسيط المثالي: V_T = 0 V

   على التوالي: D OFF يسبب القص

   على التوازي: D ON يسبب القص

   نفس موجة الخرج؛ مسار تيار مختلف

   نص الشرح الصوتي

   ضع الدائرتين جنباً إلى جنب. الحالة السابعة تقص النصف الموجب وتمرّر النصف السالب. الحالة الثامنة تقص النصف السالب وتمرّر النصف الموجب. الفرق الوحيد هو اتجاه الديود. كل شيء آخر متطابق: مقاومة واحدة على التوالي، ديود واحد على التوازي مع الخرج، وبدون مصدر تيار مستمر. هذه دوائر قص بسيطة على التوازي لأن مستوى القص هو صفر فولت. الآن قارن بين التوازي والتوالي. دائرة القص الموجبة على التوالي ودائرة القص الموجبة على التوازي تنتجان نفس شكل موجة الخرج، كلتاهما تقصّان النصف الموجب إلى صفر. لكن انظر إلى الديود أثناء منطقة القص. في التوالي، الديود منطفئ. يحجب. في التوازي، الديود يعمل. يحوّل التيار. هذا يجعل القص على التوازي مفيداً عندما تريد مساراً منخفض المعاوقة إلى الأرضي أثناء القص. عملياً يعتمد الاختيار على بقية الدائرة.

6. 6. الخلاصة ونموذج السيليكون

   

   التركيب: R على التوالي وD شنت على الخرج

   D ON → قص؛ D OFF → الدخل يمر

   القص الموجب بالسيليكون: v_o ≈ +0.7 V

   القص السالب بالسيليكون: v_o ≈ −0.7 V

   الهبوط الأمامي ينقل خط القص عن الصفر

   التالي: إضافة انحياز DC إلى الفرع المتوازي

   نص الشرح الصوتي

   لنلخّص. دائرة القص على التوازي تضع الديود على التوازي مع الخرج. مقاومة على التوالي تقع بين المصدر وعقدة الخرج. عندما يعمل الديود، يُقصر الخرج إلى صفر. عندما ينطفئ الديود، الخرج يساوي الدخل. دائرة القص الموجبة على التوازي تقص النصف الموجب. دائرة القص السالبة على التوازي تقص النصف السالب. كلتاهما بمستوى قص صفر فولت، لذلك هي دوائر قص بسيطة. ملاحظة عملية. مع ديود سيليكون حقيقي، الخرج لا يكون صفراً تماماً عندما يوصّل الديود. يستقر عند حوالي صفر فاصلة سبعة فولت للقص الموجب، أو سالب صفر فاصلة سبعة فولت للقص السالب. خط القص ينزاح من الصفر بمقدار هبوط الجهد الأمامي. في الدرس القادم، نضيف مصدر تيار مستمر إلى دائرة القص على التوازي، تماماً كما فعلنا لدائرة القص على التوالي في الدرس السادس. هذا سينقل مستوى القص فوق أو تحت الصفر. نراكم في الدرس القادم.

الفيديو المصدر: أساسيات الإلكترونيات #07 | دوائر القص البسيطة على التوازي: الموجب والسالب (6:50)