डायोड के 3 विभिन्न प्रकार

इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन से लेकर उत्पादन और मरम्मत तक, कई अनुप्रयोगों के लिए डायोड का बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है। ये विभिन्न प्रकार के होते हैं और उस विशेष डायोड के गुणों और विशिष्टताओं के आधार पर विद्युत प्रवाह को स्थानांतरित करते हैं। ये मुख्य रूप से पी-एन जंक्शन डायोड, फोटोसेंसेटिव डायोड, जेनर डायोड, शोट्की डायोड, वैरिएक्ट डायोड हैं। सहज डायोड में एलईडी, फोटोडायोड और फोटोवोल्टिक सेल शामिल हैं। इनमें से कुछ को इस लेख में संक्षेप में समझाया गया है।

1. पी-एन जंक्शन डायोड

P-N जंक्शन एक अर्धचालक उपकरण है, जो P- प्रकार और N- प्रकार अर्धचालक सामग्री द्वारा बनता है। पी-प्रकार में छेदों की उच्च सांद्रता होती है और एन-प्रकार में इलेक्ट्रॉनों की उच्च एकाग्रता होती है। छेद का प्रसार पी-प्रकार से एन-प्रकार तक और इलेक्ट्रॉन प्रसार का प्रकार एन-टाइप से पी-प्रकार तक है।

एन-टाइप क्षेत्र में दाता आयनों को सकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है क्योंकि एन-प्रकार से पी-टाइप करने के लिए मुक्त इलेक्ट्रॉन चलते हैं। इसलिए, जंक्शन के एन-साइड पर एक सकारात्मक चार्ज बनाया गया है। जंक्शन के पार मुक्त इलेक्ट्रॉनों को छेद में भरकर नकारात्मक स्वीकर्ता आयन होते हैं, फिर जंक्शन के पी-साइड पर स्थापित नकारात्मक चार्ज को आंकड़े में दिखाया गया है।

एन-प्रकार क्षेत्र में सकारात्मक आयनों और पी-प्रकार क्षेत्रों में नकारात्मक आयनों द्वारा निर्मित एक विद्युत क्षेत्र। इस क्षेत्र को प्रसार क्षेत्र कहा जाता है। चूंकि विद्युत क्षेत्र जल्दी से मुक्त वाहकों को बाहर निकाल देता है, इसलिए इस क्षेत्र में मुक्त वाहकों की कमी हो जाती है। एक अंतर्निहित क्षमता वी_{के साथ}जंक्शन पर to का गठन होने के कारण आकृति में दिखाया गया है।

पी-एन जंक्शन डायोड के कार्यात्मक आरेख:

पी-एन जंक्शन डायोड के कार्यात्मक आरेख

पी-एन जंक्शन के आगे के लक्षण:

जब बैटरी का पॉजिटिव टर्मिनल पी-टाइप से जुड़ा होता है और नेगेटिव टर्मिनल एन-टाइप से जुड़ा होता है तो उसे पी-एन जंक्शन का फॉरवर्ड बायस कहा जाता है।

पी-एन जंक्शन के फॉरवर्ड अभिलक्षण

यदि यह बाहरी वोल्टेज संभावित अवरोध के मूल्य से अधिक हो जाता है, तो सिलिकॉन के लिए लगभग 0.7 वोल्ट और जीई के लिए 0.3V, संभावित बाधा को पार कर जाता है और जंक्शन के पार इलेक्ट्रॉनों की आवाजाही और छिद्रों के लिए प्रवाह के कारण धारा प्रवाहित होने लगती है।

पी-एन जंक्शन फॉरवर्ड बायस अभिलक्षण

पी-एन जंक्शन के रिवर्स लक्षण:

जब एक सकारात्मक वोल्टेज एन-पार्ट और नेगेटिव वोल्टेज को डायोड के पी-पार्ट को दिया जाता है, तो इसे रिवर्स बायस स्थिति में कहा जाता है।

पी-एन जंक्शन रिवर्स अभिलक्षण सर्किट

जब डायोड के एन-पार्ट को एक पॉजिटिव वोल्टेज दिया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन पॉजिटिव इलेक्ट्रोड की ओर बढ़ते हैं और पी-पार्ट के लिए नेगेटिव वोल्टेज का अनुप्रयोग छेद को नेगेटिव इलेक्ट्रोड की ओर ले जाता है। नतीजतन, इलेक्ट्रॉन जंक्शन के विपरीत पक्ष में छेद के साथ संयोजन के लिए जंक्शन को पार करते हैं और इसके विपरीत। नतीजतन, एक कमी परत का गठन होता है, जिसमें एक उच्च संभावित बाधा के साथ एक उच्च प्रतिबाधा पथ होता है।

पी-एन जंक्शन रिवर्स बायस अभिलक्षण

पी-एन जंक्शन डायोड के आवेदन:

पी-एन जंक्शन डायोड एक दो-टर्मिनल ध्रुवीयता संवेदनशील उपकरण है, डायोड का संचालन तब होता है जब फॉरवर्डिंग में पूर्वाग्रह और डायोड का संचालन नहीं होता है जब रिवर्स बायस होता है। इन विशेषताओं के कारण, पी-एन जंक्शन डायोड का उपयोग कई अनुप्रयोगों में किया जाता है जैसे

1. डीसी में रेक्टिफायर बिजली की आपूर्ति
2. डिमॉड्यूलेशन सर्किट
3. क्लिपिंग और क्लैंपिंग नेटवर्क

2. फोटोडायोड

फोटोडायोड एक प्रकार का डायोड है जो घटना प्रकाश ऊर्जा के लिए आनुपातिक उत्पन्न करता है। यह वोल्टेज / करंट कन्वर्टर के लिए एक प्रकाश है जो सुरक्षा प्रणालियों, कन्वेयर, ऑटोमैटिक स्विचिंग सिस्टम आदि में एप्लिकेशन पाता है। फोटोोडिओड निर्माण में एक एलईडी के समान है, लेकिन इसका पी-एन जंक्शन प्रकाश के प्रति अत्यधिक संवेदनशील है। पी-एन जंक्शन को उजागर किया जा सकता है या पी-एन जंक्शन में प्रकाश में प्रवेश करने के लिए खिड़की के साथ पैक किया जा सकता है। आगे के पक्षपाती राज्य के तहत, एनोड से कैथोड तक करंट गुजरता है, जबकि रिवर्स-बायस्ड अवस्था में, रिवर्स दिशा में फोटोक्रोक प्रवाहित होता है। ज्यादातर मामलों में, फोटोडियोड की पैकेजिंग एनोड के साथ एलईडी के समान होती है और कैथोड मामले से बाहर निकलने की ओर जाता है।

फोटो डायोड

Photodiodes के दो प्रकार हैं - PN और PIN फोटोडियोड। अंतर उनके प्रदर्शन में है। पिन फोटोडियोड में एक आंतरिक परत होती है, इसलिए इसे उल्टा पक्षपाती होना चाहिए। रिवर्स बायपासिंग के परिणामस्वरूप, विखंडन क्षेत्र की चौड़ाई बढ़ जाती है, और पी-एन जंक्शन की समाई कम हो जाती है। यह कमी क्षेत्र में अधिक इलेक्ट्रॉनों और छेदों की पीढ़ी की अनुमति देता है। लेकिन रिवर्स बायसिंग का एक नुकसान यह है कि यह शोर प्रवाह उत्पन्न करता है जो एस / एन अनुपात को कम कर सकता है। इसलिए रिवर्स बायपासिंग केवल उन्हीं अनुप्रयोगों में उपयुक्त है, जिनकी आवश्यकता अधिक होती है बैंडविड्थ । पीएन फोटोडायोड कम प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है क्योंकि ऑपरेशन निष्पक्ष है।

फोटोडायोड दो मोडों में काम करता है जैसे कि फोटोवोल्टिक मोड और फोटोकॉन्डक्टिव मोड। फोटोवोल्टिक मोड (जिसे ज़ीरो बायस मोड भी कहा जाता है) में, डिवाइस से फोटोक्रॉफ़्ट प्रतिबंधित है और एक वोल्टेज बनता है। फोटोडायोड अब फॉरवर्ड पक्षपाती अवस्था में है और एक 'डार्क करंट' पी-एन जंक्शन पर बहने लगता है। डार्क करंट का यह प्रवाह फोटोक्रेक्ट की दिशा के विपरीत होता है। अंधकारमय धारा प्रकाश की अनुपस्थिति में उत्पन्न होती है। डार्क करंट बैकग्राउंड रेडिएशन से प्रेरित फोटोकॉर्प प्लस डिवाइस में संतृप्ति करंट है।

Photoconductive मोड तब होता है जब फोटोडियोड रिवर्स बायस्ड होता है। इसके परिणामस्वरूप, घटाव परत की चौड़ाई बढ़ जाती है और पी-एन जंक्शन की समाई में कमी की ओर जाता है। यह डायोड के प्रतिक्रिया समय को बढ़ाता है। जवाबदेही घटना प्रकाश ऊर्जा के लिए उत्पन्न फोटोक्राफ्ट का अनुपात है। फोटोकॉन्डक्टिव मोड में, डायोड केवल एक छोटी धारा उत्पन्न करता है जिसे संतृप्ति वर्तमान या पीछे की दिशा कहा जाता है। इस अवस्था में फोटोक्रेचर समान रहता है। फोटोक्रेन्थ हमेशा ल्यूमिनसेंस के समानुपाती होता है। भले ही Photoconolive मोड Photovoltaic मोड से अधिक तेज़ हो, लेकिन इलेक्ट्रॉनिक शोर इन फोटोकॉनिक मोड में अधिक होता है। सिलिकॉन-आधारित फोटोडायोड जर्मेनियम आधारित फोटोडायोड की तुलना में कम शोर उत्पन्न करते हैं क्योंकि सिलिकॉन फोटोडायोड में अधिक बैंडगैप होता है।

3. जेनर डायोड

जेनर डायोड एक प्रकार का डायोड है जो आगे की दिशा में एक रेक्टिफायर डायोड के समान धारा के प्रवाह की अनुमति देता है, लेकिन साथ ही, यह वर्तमान के रिवर्स प्रवाह को भी अनुमति दे सकता है जब वोल्टेज जेनर के टूटने के मूल्य से ऊपर होता है। यह आम तौर पर जेनर के रेटेड वोल्टेज से एक से दो वोल्ट अधिक होता है और इसे जेनर वोल्टेज या हिमस्खलन बिंदु के रूप में जाना जाता है। ज़ेनर का नाम क्लैरेंस जेनर के नाम पर रखा गया था जिन्होंने डायोड के विद्युत गुणों की खोज की थी। जेनर डायोड वोल्टेज विनियमन में अनुप्रयोगों को ढूंढते हैं और अर्धचालक उपकरणों को वोल्टेज में उतार-चढ़ाव से बचाने के लिए। जेनर डायोड को व्यापक रूप से वोल्टेज संदर्भों के रूप में और सर्किटों में वोल्टेज को विनियमित करने के लिए शंट नियामकों के रूप में उपयोग किया जाता है।

जेनर डायोड Zener इफेक्ट देने के लिए रिवर्स पूर्वाग्रह मोड में अपने पी-एन जंक्शन का उपयोग करता है। जेनर प्रभाव या जेनर के टूटने के दौरान, जेनर वोल्टेज को एक निरंतर मूल्य के करीब रखता है जिसे जेनर वोल्टेज के रूप में जाना जाता है। पारंपरिक डायोड में रिवर्स बायस की संपत्ति भी होती है, लेकिन यदि रिवर्स बायस वोल्टेज को पार कर लिया जाता है, तो डायोड को उच्च धारा के अधीन किया जाएगा और यह क्षतिग्रस्त हो जाएगा। दूसरी ओर, जेनर डायोड, विशेष रूप से जेनर वोल्टेज नामक एक कम टूटने वाले वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किया गया है। जेनर डायोड एक नियंत्रित ब्रेकडाउन की संपत्ति को भी प्रदर्शित करता है और वर्तमान को जेनर डायोड के पार वोल्टेज को ब्रेकडाउन वोल्टेज के करीब रखने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, 10 वोल्ट ज़ेनर रिवर्स धाराओं की एक विस्तृत श्रृंखला में 10 वोल्ट छोड़ देगा।

जब जेनर डायोड रिवर्स बायस्ड होता है, तो इसका पी-एन जंक्शन एक हिमस्खलन टूटने का अनुभव करेगा और जेनर रिवर्स दिशा में संचालित होता है। लागू विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में, अन्य इलेक्ट्रॉनों को दस्तक देने और छोड़ने के लिए वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को तेज किया जाएगा। यह हिमस्खलन प्रभाव में समाप्त होता है। जब ऐसा होता है, तो वोल्टेज में एक छोटे से परिवर्तन के परिणामस्वरूप एक बड़ा प्रवाह होगा। जेनर ब्रेक डाउन लागू विद्युत क्षेत्र के साथ-साथ उस परत की मोटाई पर निर्भर करता है जिस पर वोल्टेज लगाया जाता है।

जेनर डायोड को जेनर के माध्यम से वर्तमान प्रवाह को प्रतिबंधित करने के लिए श्रृंखला में एक वर्तमान सीमित अवरोधक की आवश्यकता होती है। आमतौर पर जेनर करंट 5 mA के रूप में तय किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि 12 वोल्ट की आपूर्ति के साथ 10 वी ज़ेनर का उपयोग किया जाता है, तो एक 400 ओम (लगभग मूल्य 470 ओम) ज़ेनर को 5 एमए के रूप में चालू रखने के लिए आदर्श है। यदि आपूर्ति 12 वोल्ट है, तो जेनर डायोड में 10 वोल्ट और प्रतिरोधक पर 2 वोल्ट होते हैं। 400 ओम अवरोधक पर 2 वोल्ट के साथ, फिर रोकनेवाला और जेनर के माध्यम से वर्तमान 5 एमए होगा। तो एक नियम के रूप में आपूर्ति वोल्टेज के आधार पर जेनर के साथ श्रृंखला में 220 ओम से 1K प्रतिरोधों का उपयोग किया जाता है। यदि जेनर के माध्यम से धारा अपर्याप्त है, तो उत्पादन अनियमित हो जाएगा और नाममात्र ब्रेकडाउन वोल्टेज से कम होगा।

जेनर के माध्यम से करंट निर्धारित करने के लिए निम्न सूत्र उपयोगी है:

जेनर = (वीईएन - वी आउट) / आर ओह्स

रेसिस्टर R का मान दो स्थितियों को पूरा करना चाहिए।

1. जेनर के माध्यम से पर्याप्त वर्तमान की अनुमति देने के लिए यह कम मूल्य का होना चाहिए
2. ज़ेनर की सुरक्षा के लिए रेसिस्टर की पावर रेटिंग पर्याप्त होनी चाहिए।

चित्र का श्रेय देना:

• द्वारा जेनर विकिमीडिया
• पी-एन जंक्शन डायोड के कार्यात्मक आरेख द्वारा चमड़ा