عرض مصدر ثنائي إصلاح خطوي

[[ملف:Srd_hp33003_EN.png|تصغير| إشارة مولد مشط ثنائي الإصلاح الخطوي (HP 33003A)]]
[[ملف:SRD_Symbol.svg|تصغير|رمز ثنائي الإصلاح الخطوي]]

في [[إلكترونيات|مجال الإلكترونيات]]، '''ثنائي الإصلاح الخطوي''' ويُعرف في بعض المصادر باسم '''الصمام الثنائي للاسترداد التدريجي''' هو [[ثنائي المساري|صمام ثنائي تقاطع أشباه الموصلات]] مع القدرة على توليد نبضات قصيرة للغاية. ويسمى أيضًا الصمام الثنائي المفاجئ أو الصمام الثنائي لتخزين الشحن أو (في كثير من الأحيان) [[ثنائي متغير السعة|متغير]] الذاكرة، وله مجموعة متنوعة من الاستخدامات في إلكترونيات [[موجة صغرية|الميكروويف]] كمولد نبضات أو مضخم حدودي. عندما تتحول الثنائيات من التوصيل الأمامي إلى القطع العكسي، يتدفق التيار العكسي لفترة وجيزة أثناء إزالة الشحنة المخزنة. إن الانقطاع الذي يتوقف به هذا التيار العكسي هو الذي يميز الصمام الثنائي لاستعادة الخطوة.<ref name="IEEE hdheuw 2021">{{استشهاد ويب | عنوان=Physical modeling of the step recovery diode for pulse and harmonic generation circuits | موقع=IEEE Xplore | تاريخ=2021-10-05 | مسار=https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/1449159/ | تاريخ الوصول=2021-11-25| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211125133420/https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/1449159/ | تاريخ أرشيف = 25 نوفمبر 2021 }}</ref><ref name="Protiva Mrkvica Macháč pp. 438–440">{{استشهاد بدورية محكمة | الأخير=Protiva | الأول=Pavel | الأخير2=Mrkvica | الأول2=Jan | الأخير3=Macháč | الأول3=Jan | عنوان=A compact step recovery diode subnanosecond pulse generator | صحيفة=Microwave and Optical Technology Letters | ناشر=Wiley | المجلد=52 | العدد=2 | تاريخ=2009-12-08 | issn=0895-2477 | doi=10.1002/mop.24945 | صفحات=438–440}}</ref><ref name="IEEE bdjsjs 2021">{{استشهاد ويب | عنوان=An implementation of step recovery diode-based UWB pulse generator | موقع=IEEE Xplore | تاريخ=2021-10-05 | مسار=https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/5614726 | تاريخ الوصول=2021-11-25| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211125130703/https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/5614726 | تاريخ أرشيف = 25 نوفمبر 2021 }}</ref>

== التاريخ ==
أول ورقة منشورة عن ثنائي الإصلاح الخطوي هي {{Harvard citation|Boff|Moll|Shen|1960}}: بدأ المؤلفون المسح الموجز الذي يشير إلى أن «خصائص الاسترداد لأنواع معينة من [[ثنائي المساري|ثنائيات الوصلة pn]] تظهر انقطاعًا يمكن استخدامه للاستفادة من توليد التوافقيات أو لإنتاج [[نانوثانية|نبضات الملي ثانية]]». كما يشيرون إلى أنهم لاحظوا هذه الظاهرة لأول مرة في فبراير 1959

== تشغيل ثنائي الإصلاح الخطوي ==
=== المبادئ الفيزيائية ===
تتمثل الظاهرة الرئيسية المستخدمة في الأجهزة قصيرة المدى في تخزين [[شحنة كهربائية|الشحنة الكهربائية]] أثناء [[المقاومة والمواصلة الكهربائية|التوصيل]] الأمامي، والتي توجد في جميع [[ثنائي المساري|صمامات التوصيل شبه الموصلة الثنائية]] والتي ترجع إلى العمر المحدود [[حامل الشحنة|لحاملات الأقلية]] في [[شبه موصل|أشباه الموصلات]]. افترض أن ثنائي الإصلاح الخطوي [[جهد انحياز|متحيز]] للأمام وفي [[حالة ثابتة|حالة ثابتة،]] أي أن [[جهد انحياز|تيار تحيز]] [[مصعد (كيمياء)|الأنود]] لا يتغير بمرور الوقت: نظرًا لأن نقل الشحنة في الصمام الثنائي الوصلة يرجع أساسًا إلى الانتشار، أي إلى كثافة حامل شحنة مكانية غير ثابتة ناتجة عن جهد التحيز، يتم تخزين الشحن Q <sub>s</sub> في الجهاز. تعتمد هذه الشحنة المخزنة على

# شدة تيار الأنود الأمامي I <sub>A</sub> المتدفق في الجهاز أثناء حالته المستقرة.
# عمر حامل الأقلية τ، أي متوسط الوقت الذي [[حامل الشحنة|يتحرك فيه حامل الشحن]] المجاني داخل منطقة أشباه الموصلات قبل [[عودة ارتباط|إعادة الارتباط]].

من الناحية الكمية، إذا استمرت الحالة الثابتة للتوصيل الأمامي لفترة أطول بكثير من τ، فإن الشحنة المخزنة لها التعبير التقريبي التالي

: <math>Q_S\cong I_A\cdot\tau</math>

افترض الآن أن انحياز الجهد يتغير فجأة، ويتحول من قيمته الإيجابية الثابتة إلى قيمة [[مقدار (رياضيات)|سالبة ثابتة ذات حجم]] أعلى: إذًا، نظرًا لأنه تم تخزين كمية معينة من الشحنة أثناء التوصيل الأمامي، فإن مقاومة الصمام الثنائي لا تزال منخفضة (أي الأنود إلى- يحتوي جهد الكاثود V <sub>AK</sub> على نفس قيمة التوصيل الأمامي تقريبًا). لا يتوقف تيار الأنود ولكنه يعكس قطبيته (أي اتجاه تدفقه) وتبدأ الشحنة المخزنة Q <sub>s</sub> في التدفق خارج الجهاز بمعدل ثابت تقريبًا I <sub>R.</sub> وهكذا تتم إزالة كل الشحنات المخزنة في فترة زمنية معينة: هذه المرة هي وقت التخزين t <sub>S</sub> والتعبير التقريبي لها

: <math>t_S\cong\frac{Q_S}{I_R}</math>

عندما تتم إزالة كل الشحنات المخزنة، تتغير مقاومة الصمام الثنائي فجأة، وترتفع إلى قيمة القطع عند [[وصلة الموجب والسالب|التحيز العكسي]] خلال فترة زمنية t <sub>Tr</sub>، وقت الانتقال: يمكن استخدام هذا السلوك لإنتاج نبضات بوقت صعود يساوي هذا الوقت.

== تشغيل ديود استعادة خطوة الانجراف (DSRD) ==
اكتشف العلماء الروس الصمام الثنائي دريفت ستيب روكفري (اسم آخر لثنائي الإصلاح الخطوي) في عام 1981 (عن طريق غريغوف). مبدأ عملية هذا الثنائي مشابه لـثنائي الإصلاح الخطوي الحديث مع اختلاف أساسي واحد - يجب أن يكون تيار الضخ الأمامي نابضًا، وليس مستمرًا، لأن ثنائيات الانجراف تعمل مع ناقلات بطيئة.

يمكن تفسير مبدأ تشغيل ثنائي الإصلاح الخطوي الروسي على النحو التالي: يتم تطبيق نبضة تيار قصيرة في الاتجاه الأمامي لثنائي الإصلاح الخطوي بشكل فعال «ضخ» تقاطع PN، أو بعبارة أخرى، «شحن» تقاطع PN بالسعة. عندما ينعكس الاتجاه الحالي، تتم إزالة الرسوم المتراكمة من منطقة القاعدة.

بمجرد أن تنخفض الشحنة المتراكمة إلى الصفر، يفتح الصمام الثنائي بسرعة. يمكن أن يظهر ارتفاع الجهد العالي بسبب الحث الذاتي لدائرة الصمام الثنائي. كلما زاد تيار التبديل وأقصر الانتقال من التوصيل الأمامي إلى التوصيل العكسي، زادت سعة النبضة وكفاءة مولد النبض.

== المكوّنات ==
* المولدات التوافقية.<ref>{{استشهاد ويب
| مسار = https://www.microsemi.com/document-portal/doc_download/8699-gc2500-series-pdf
| عنوان = Microsemi &#124; Semiconductor & System Solutions &#124; Power Matters
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210610195431/https://www.microsemi.com/document-portal/doc_download/8699-gc2500-series-pdf | تاريخ أرشيف = 10 يونيو 2021 }}</ref>
** المذبذبات المحلية
** مذبذب الجهد التحكم
** توليف التردد
** [[مضاعف التردد]].<ref name="مولد تلقائيا1">{{استشهاد ويب
| مسار = http://www.mwrf.com/analog-semiconductors/designing-step-recovery-diode-based-comb-generator
| عنوان = Designing a Step-Recovery-Diode-Based Comb Generator
| تاريخ = 2017-03-08
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210610195436/http://www.mwrf.com/analog-semiconductors/designing-step-recovery-diode-based-comb-generator | تاريخ أرشيف = 10 يونيو 2021 }}</ref> <ref>http://hpmemoryproject.org/an/pdf/an_913.pdf {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20190524000228/http://hpmemoryproject.org/an/pdf/an_913.pdf|date=2019-05-24}}</ref>
* مولد مشط.<ref name="مولد تلقائيا1" />
* كاشف طور أخذ العينات.<ref>{{استشهاد ويب
| مسار = http://www.imst.de/itg9_1/vortraege/dezember2006/folien_01.pdf
| عنوان = IMST GmbH
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170730224131/http://www.imst.de/itg9_1/vortraege/dezember2006/folien_01.pdf | تاريخ أرشيف = 30 يوليو 2017 }}</ref> <ref>{{استشهاد ويب
| مسار = http://www.google.com/patents/US5900747
| عنوان = Sampling phase detector
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211125141734/https://patents.google.com/patent/US5900747 | تاريخ أرشيف = 25 نوفمبر 2021 }}</ref>

== انظر أيضًا ==
* [[حامل الشحنة]]
* [[وصلة الموجب والسالب]]
* [[ثنائي المساري|الصمام الثنائي في أشباه الموصلات]]

== المراجع ==
=== مراجع أوليّة ===
{{مراجع|2}}

=== مراجع إضافيّة ===
* {{استشهاد|الأول=A. F.|الأخير=Boff|الأول2=J.|الأخير2=Moll|الأول3=R.|الأخير3=Shen|الفصل=A new high speed effect in solid state diodes|سلسلة=IRE International Solid-State Circuits Conference|عنوان=1960 IEEE International Solid-State Circuits Conference. Digest of Technical Papers.|المجلد=III|تاريخ=February 1960|صفحات=50–51|مكان=New York|ناشر=[[معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات]] Press|DOI=10.1109/ISSCC.1960.1157249}}.

يحتوي الكتابان التاليان على تحليل شامل لنظرية نقل الشحنة غير المتوازنة في [[ثنائي المساري|ثنائيات]] أشباه الموصلات، ويقدمان أيضًا نظرة عامة على التطبيقات (على الأقل حتى نهاية السبعينيات):
* {{استشهاد|الأخير=Nosov|الأول=Yurii Romanovich|عنوان=Switching in semiconductor diodes|مكان=[[نيويورك]]|ناشر=[[شبرينغر|شبغنكا]]|سنة=1969|سلسلة=Monographs in Semiconductor Physics|المجلد=4}}.
* {{استشهاد|الأخير=Tkhorik|الأول=Yurii Aleksandrovich|عنوان=Transients in pulsed semiconductor diodes|مكان=[[القدس]]|ناشر=[[Keter Publishing House#History|Israel Program for Scientific Translations, Ltd.]]|سنة=1968}}.

تتناول ملاحظات التطبيق التالية بشكل مكثف الدوائر العملية والتطبيقات التي تستخدم الأجهزة قصيرة المدى:
* {{استشهاد|عنوان=Pulse and Waveform Generation with Step Recovery Diodes|مسار= http://www.hp.woodshot.com/hprfhelp/5_downld/lit/diodelit/an918.pdf|سلسلة=Application note AN 918|تاريخ=October 1984|مكان=[[بالو ألتو (كاليفورنيا)|بالو ألتو]]|ناشر=[[هوليت-باكارد]]|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20221121034022/http://www.hp.woodshot.com/hprfhelp/5_downld/lit/diodelit/an918.pdf|تاريخ أرشيف=2022-11-21}}. Available at Hewlett-Packard [http://www.hp.woodshot.com/hprfhelp/hprfhelp.htm HPRFhelp].

== روابط خارجية ==
* {{استشهاد|الأول=Michael R.|الأخير=Tan|الأول2=S. Y.|الأخير2=Wang|الأول3=D. E.|الأخير3=Mars|الأول4=J. L.|الأخير4=Moll|عنوان=A 12 psec GaAs Double Heterostructure Step Recovery Diode|سلسلة=[http://www.hpl.hp.com/techreports/ HP Labs Technical Reports]|المجلد=HPL-91-187|تاريخ=31 December 1991|مكان=[[بالو ألتو (كاليفورنيا)|بالو ألتو]]|ناشر=[[هوليت-باكارد]]|مسار= http://www.hpl.hp.com/techreports/91/HPL-91-187.html|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20220925233314/https://www.hpl.hp.com/techreports/91/HPL-91-187.html|تاريخ أرشيف=2022-09-25}}. An interesting paper describing the construction and reporting the measured performance of an extremely fast [[غير متجانسة|heterojunction]] SRD.
* {{استشهاد|الأخير=Kirkby|الأول=David|عنوان=A Picosecond Optoelectronic Cross Correlator using a Gain Modulated Avalanche Photodiode for Measuring the Impulse Response of Tissue|الفصل=Chapter 5. Pulse Generators|مسار الفصل=http://www.medphys.ucl.ac.uk/research/borl/homepages/davek/phd/chapter5.pdf|تاريخ=April 1999|مسار=http://www.ucl.ac.uk/medphys/research/borl/pub/docs/dkirkby.pdf|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20120206111050/http://www.medphys.ucl.ac.uk/research/borl/homepages/davek/phd/chapter5.pdf|تاريخ أرشيف=2012-02-06}}. [https://web.archive.org/web/20040315040619/http://www.medphys.ucl.ac.uk/research/borl/homepages/davek/phd/phd.html It is a PhD thesis in which an SRD is a key element].
{{روابط شقيقة|commons=Step-recovery diodes}}
{{شريط سفلي عناصر إلكترونية}}

{{ضبط استنادي}}

{{شريط بوابات|هندسة}}
[[تصنيف:صمامات ثنائية]]