जेनर डायोड सामान्य पीएन जंक्शन डायोड हैं जो रिवर्स-बायस्ड स्थिति में काम करते हैं। जेनर डायोड का कार्य पक्षपाती स्थिति को अग्रेषित करने में एक पीएन जंक्शन डायोड के समान है, लेकिन विशिष्टता इस तथ्य में निहित है कि यह तब भी आचरण कर सकता है जब यह अपने थ्रेशोल्ड / ब्रेकडाउन वोल्टेज के ऊपर रिवर्स पूर्वाग्रह में जुड़ा हुआ है। इनमें से हैं मूल प्रकार के डायोड सामान्य डायोड के अलावा अक्सर उपयोग किया जाता है।
जेनर डायोड कार्य करना
रिवर्स बायस स्थिति में अर्धचालक डायोड
यदि आप याद कर सकते हैं, एक सरल पीएन जंक्शन डायोड पी-प्रकार अर्धचालक सामग्री के संयोजन के साथ एक एन-प्रकार अर्धचालक सामग्री के साथ बनता है। जब अर्धचालक क्रिस्टल के एक तरफ को डोनर अशुद्धियों के साथ डोप किया जाता है और स्वीकर्ता अशुद्धियों के साथ दूसरी तरफ, एक पीएन जंक्शन बनता है।
निष्पक्ष सेमीकंडक्टर डायोड
सामान्य परिस्थितियों में, पी की तरफ से छेद कम सांद्रता वाले क्षेत्र में फैलता है और यही बात एन-साइड से इलेक्ट्रॉनों के लिए भी होती है।
इस प्रकार छेद एन-साइड में फैल जाते हैं और इलेक्ट्रॉन पी-साइड में फैल जाते हैं। इसके परिणामस्वरूप जंक्शन के चारों ओर आवेशों का संचय होता है, जिससे एक क्षीण क्षेत्र बनता है।
निष्पक्ष अर्धचालक डायोड
जंक्शन के पार एक विद्युत ध्रुवीयता या विद्युत द्विध्रुव का निर्माण होता है, जिससे एन साइड टॉप साइड से फ्लक्स का प्रवाह होता है। इसके परिणामस्वरूप नकारात्मक विद्युत क्षेत्र की तीव्रता अलग-अलग हो जाती है, जिससे जंक्शन पर विद्युत क्षमता उत्पन्न होती है। यह विद्युत क्षमता वास्तव में डायोड की दहलीज वोल्टेज है और सिलिकॉन के लिए 0.6V और जर्मेनियम के लिए 0.2V है। यह बहुसंख्यक आवेश वाहकों के प्रवाह के लिए एक संभावित अवरोध के रूप में कार्य करता है और उपकरण आचरण नहीं करता है।
अब जब एक सामान्य डायोड पक्षपाती होता है, तो एक नकारात्मक वोल्टेज को एन साइड पर और पॉजिटिव वोल्टेज को पी साइड पर लागू किया जाता है, डायोड को आगे बायपासिंग स्थिति में कहा जाता है। यह लागू वोल्टेज संभावित बाधा को कम करने के लिए जाता है जब यह थ्रेशोल्ड वोल्टेज से परे हो जाता है।
इस बिंदु पर और बाद में, अधिकांश वाहक संभावित अवरोध को पार करते हैं और डिवाइस इसके माध्यम से प्रवाह के प्रवाह के साथ आचरण करना शुरू कर देता है।
जब डायोड को ऊपर से उल्टी स्थिति में पक्षपाती किया जाता है, तो लागू वोल्टेज ऐसा होता है कि यह संभावित अवरोध में जुड़ जाता है और बहुमत वाहक के प्रवाह में बाधा डालता है। हालांकि, यह अल्पसंख्यक वाहकों के प्रवाह (n- प्रकार में छेद और पी-प्रकार में इलेक्ट्रॉनों) की अनुमति देता है। जैसे-जैसे यह रिवर्स बायस वोल्टेज बढ़ता है, रिवर्स करंट धीरे-धीरे बढ़ता जाता है।
एक निश्चित बिंदु पर, यह वोल्टेज ऐसा है कि यह क्षय क्षेत्र के टूटने का कारण बनता है, जिससे करंट के प्रवाह में भारी वृद्धि होती है। यह वह जगह है जहाँ काम करने वाला जेनर डायोड खेलने में आता है।
जेनर डायोड के पीछे सिद्धांत कार्य करना
जैसा कि जेनर डायोड के काम करने के पीछे मूल सिद्धांत के ऊपर बताया गया है, रिवर्स बायस्ड स्थिति में डायोड के टूटने का कारण है। आम तौर पर दो प्रकार के ब्रेकडाउन होते हैं- जेनर और एवलांच।
जेनर डायोड के पीछे सिद्धांत काम कर रहा है
जेनर ब्रेकडाउन
इस तरह का ब्रेकडाउन रिवर्स बायस वोल्टेज के लिए 2 से 8 वी के बीच होता है। इस कम वोल्टेज पर भी, विद्युत क्षेत्र की तीव्रता इतनी मजबूत होती है कि वह परमाणु के वैलेंस इलेक्ट्रॉनों पर एक बल लगाता है जैसे कि वे नाभिक से अलग होते हैं। इससे मोबाइल इलेक्ट्रॉन-होल जोड़े का निर्माण होता है, जिससे पूरे डिवाइस में करंट का प्रवाह बढ़ जाता है। इस क्षेत्र का अनुमानित मूल्य लगभग 2 * 10 ^ 7 V / m है।
इस तरह का ब्रेक डाउन सामान्य रूप से कम टूटने वाले वोल्टेज और एक बड़े विद्युत क्षेत्र के साथ अत्यधिक डोपेड डायोड के लिए होता है। तापमान बढ़ने के साथ, संयोजी इलेक्ट्रॉनों को सहसंयोजक बंधन से विघटित करने के लिए अधिक ऊर्जा प्राप्त होती है और बाहरी वोल्टेज की कम मात्रा की आवश्यकता होती है। इस प्रकार तापमान के साथ जेनर ब्रेकडाउन वोल्टेज कम हो जाता है।
हिमस्खलन का टूटना
इस तरह का ब्रेकडाउन रिवर्स बायस वोल्टेज 8V और उससे अधिक पर होता है। यह एक बड़े ब्रेकडाउन वोल्टेज के साथ हल्के से डोप किए गए डायोड के लिए होता है। चूंकि डिवाइस में अल्पसंख्यक चार्ज वाहक (इलेक्ट्रॉन) प्रवाह करते हैं, वे सहसंयोजक बंधन में इलेक्ट्रॉनों से टकराते हैं और सहसंयोजक बंधन को बाधित करते हैं। जैसे-जैसे वोल्टेज बढ़ता है, इलेक्ट्रॉनों की गतिज ऊर्जा (वेग) भी बढ़ती है और सहसंयोजक बंधन अधिक आसानी से बाधित हो जाते हैं, जिससे इलेक्ट्रॉन-छिद्र युग्मों में वृद्धि होती है। तापमान के साथ हिमस्खलन ब्रेकडाउन वोल्टेज बढ़ता है।
3 जेनर डायोड अनुप्रयोगों
1. जेनर डायोड एक वोल्टेज के रूप में
एक डीसी सर्किट में, जेनर डायोड का उपयोग वोल्टेज नियामक के रूप में या वोल्टेज संदर्भ प्रदान करने के लिए किया जा सकता है। जेनर डायोड का मुख्य उपयोग इस तथ्य में निहित है कि जेनर डायोड में वोल्टेज वर्तमान में बड़े बदलाव के लिए स्थिर रहता है। यह एक निरंतर वोल्टेज डिवाइस या वोल्टेज नियामक के रूप में जेनर डायोड का उपयोग करना संभव बनाता है।
मेँ कोई बिजली की आपूर्ति सर्किट , एक नियामक का उपयोग इनपुट वोल्टेज में भिन्नता (लोड) में एक निरंतर आउटपुट (लोड) वोल्टेज प्रदान करने के लिए किया जाता है और लोड करंट में भिन्नता। इनपुट वोल्टेज में बदलाव को लाइन रेगुलेशन कहा जाता है, जबकि लोड करंट में बदलाव को लोड रेगुलेशन कहा जाता है।
जेनर डायोड एक वोल्टेज नियामक के रूप में
रेगुलेटर के रूप में जेनर डायोड से जुड़े एक साधारण सर्किट को श्रंखला में इनपुट वोल्टेज स्रोत के साथ श्रृंखला में जुड़े कम मूल्य के अवरोधक की आवश्यकता होती है। कम मूल्य की आवश्यकता है ताकि डायोड के माध्यम से वर्तमान के अधिकतम प्रवाह को समानांतर में जुड़े रहने की अनुमति मिल सके। हालांकि, एकमात्र बाधा, जेनर डायोड के माध्यम से चालू न्यूनतम जेनर डायोड वर्तमान से कम नहीं होना चाहिए। सीधे शब्दों में कहें, एक न्यूनतम इनपुट वोल्टेज और एक अधिकतम लोड करंट के लिए, जेनर डायोड करंट हमेशा होना चाहिएZmin
जेनर डायोड का उपयोग करते हुए एक वोल्टेज नियामक डिजाइन करते समय, बाद को इसकी अधिकतम बिजली रेटिंग के संबंध में चुना जाता है। दूसरे शब्दों में, डिवाइस के माध्यम से अधिकतम वर्तमान होना चाहिए: -
मैंमैक्स= पावर / जेनर वोल्टेज
चूंकि इनपुट वोल्टेज और आवश्यक आउटपुट वोल्टेज ज्ञात है, इसलिए लोड वोल्टेज के बराबर लगभग वोल्टेज के साथ जेनर डायोड चुनना आसान होता है, अर्थात Vz ~ = Vया।
श्रृंखला रोकनेवाला का मान होना चुना जाता है
आर = (वीमें- वीसाथ से)/(मैंZmin+ मैंएल), जहां मैंएल= लोड वोल्टेज / भार प्रतिरोध।
ध्यान दें कि लोड वोल्टेज के लिए 8V तक, एक एकल जेनर डायोड का उपयोग किया जा सकता है। हालाँकि, 8V से अधिक लोड वोल्टेज के लिए, उच्च वोल्टेज मान के जेनर वोल्टेज की आवश्यकता होती है, ज़ेनर डायोड के साथ श्रृंखला में आगे-बायस्ड डायोड का उपयोग करना उचित है। ऐसा इसलिए है क्योंकि उच्च वोल्टेज पर जेनर डायोड हिमस्खलन टूटने के सिद्धांत का अनुसरण करता है, जिसमें गुणांक का सकारात्मक तापमान होता है।
इसलिए मुआवजे के लिए एक नकारात्मक तापमान गुणांक डायोड का उपयोग किया जाता है। बेशक, इन दिनों, व्यावहारिक तापमान मुआवजा जेनर डायोड का उपयोग किया जाता है।
2. वोल्टेज संदर्भ के रूप में जेनर डायोड
जेनर डायोड एक वोल्टेज संदर्भ के रूप में
बिजली की आपूर्ति और कई अन्य सर्किट में, जेनर डायोड एक निरंतर वोल्टेज प्रदाता या वोल्टेज संदर्भ के रूप में अपने आवेदन को पाता है। केवल स्थितियां यह हैं कि इनपुट वोल्टेज जेनर वोल्टेज से अधिक होना चाहिए और श्रृंखला अवरोधक का न्यूनतम मूल्य ऐसा होना चाहिए कि डिवाइस के माध्यम से अधिकतम वर्तमान प्रवाह हो।
3. जेनर डायोड एक वोल्टेज क्लैपर के रूप में
एसी इनपुट स्रोत से जुड़े सर्किट में, सामान्य से अलग पीएन डायोड क्लैंपिंग सर्किट , एक जेनर डायोड भी इस्तेमाल किया जा सकता है। डायोड का उपयोग आउटपुट वोल्टेज के शिखर को एक तरफ जेनर वोल्टेज तक सीमित करने के लिए किया जा सकता है और साइनसोइडल वेवफॉर्म के दूसरी तरफ लगभग 0V तक।
जेनर डायोड वोल्टेज क्लैपर के रूप में
ऊपर के सर्किट में, सकारात्मक आधे चक्र के दौरान, एक बार इनपुट वोल्टेज ऐसा होता है कि जेनर डायोड रिवर्स बायस्ड हो जाता है, आउटपुट वोल्टेज कुछ समय के लिए स्थिर रहता है जब तक वोल्टेज कम नहीं होता है।
अब नकारात्मक आधे चक्र के दौरान, जेनर डायोड पक्षपाती कनेक्शन को अग्रेषित करने में है। जैसे ही नकारात्मक वोल्टेज आगे की दहलीज वोल्टेज तक बढ़ता है, डायोड का संचालन शुरू हो जाता है और आउटपुट वोल्टेज का नकारात्मक पक्ष थ्रेसहोल्ड वोल्टेज तक सीमित हो जाता है।
ध्यान दें कि केवल सकारात्मक रेंज में आउटपुट वोल्टेज प्राप्त करने के लिए, श्रृंखला में दो विपरीत पक्षपाती जेनर डायोड का उपयोग करें।
जेनर डायोड के कार्य अनुप्रयोग
स्मार्टफोन की बढ़ती लोकप्रियता के साथ, Android आधारित परियोजनाएं इन दिनों पसंद किया जा रहा है। इन परियोजनाओं में उपयोग शामिल है ब्लूटूथ प्रौद्योगिकी आधारित उपकरण। इन ब्लूटूथ उपकरणों के संचालन के लिए लगभग 3V वोल्टेज की आवश्यकता होती है। ऐसे मामलों में, ब्लूटूथ डिवाइस को 3V संदर्भ प्रदान करने के लिए एक जेनर डायोड का उपयोग किया जाता है।
ब्लूटूथ डिवाइस से जुड़े जेनर डायोड का कार्य अनुप्रयोग
एक अन्य एप्लिकेशन में वोल्टेज नियामक के रूप में जेनर डायोड का उपयोग शामिल है। यहां एसी वोल्टेज को डायोड डी 1 द्वारा ठीक किया जाता है और संधारित्र द्वारा फ़िल्टर किया जाता है। यह फ़िल्टर्ड डीसी वोल्टेज 15V का एक निरंतर संदर्भ वोल्टेज प्रदान करने के लिए डायोड द्वारा नियंत्रित किया जाता है। इस विनियमित डीसी वोल्टेज का उपयोग नियंत्रण सर्किट को चलाने के लिए किया जाता है, जिसका उपयोग प्रकाश के स्विचिंग को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, जैसे कि ए स्वचालित प्रकाश नियंत्रण प्रणाली।
जेनर डायोड वोल्टेज विनियमन आवेदन
हमें उम्मीद है कि हम जेनर डायोड के काम करने और इसके अनुप्रयोगों के बारे में सटीक जानकारी प्रदान करने में सक्षम हैं। यहां पाठकों के लिए एक सरल प्रश्न है - नियामक डीसी बिजली आपूर्ति में जेनर डायोड पर नियामक आईसी को क्यों पसंद किया जाता है?
अपने जवाब और निश्चित रूप से नीचे टिप्पणी अनुभाग में अपनी प्रतिक्रिया दें।
फ़ोटो क्रेडिट
- जेनर डायोड द्वारा काम करना Learningaboutelectronics
- निष्पक्ष अर्धचालक डायोड द्वारा विकिमीडिया
- द्वारा काम कर रहे जेनर डायोड के पीछे सिद्धांत क्या-जब-कैसे
