इस लेख में हम प्रारंभिक बिंदु संपर्क डायोड और उनके आधुनिक संस्करणों के बारे में व्यापक रूप से जानेंगे जो जर्मेनियम डायोड हैं।
यहां हम निम्नलिखित तथ्य जानेंगे:
- बिंदु संपर्क डायोड का संक्षिप्त इतिहास
- बिंदु संपर्क डायोड और आधुनिक जर्मेनियम डायोड का निर्माण
- बिंदु संपर्क डायोड या जर्मेनियम डायोड के लाभ
- जर्मेनियम डायोड के अनुप्रयोग
प्वाइंट संपर्क डायोड का संक्षिप्त इतिहास
बिंदु-संपर्क डायोड आविष्कार किया गया सबसे पुराना प्रकार का डायोड है। यह अत्यंत बुनियादी था और अर्धचालक से संबंधित सामग्री के क्रिस्टल पर बनाया गया था, जैसे कि गैलेना, जिंकाइट या कार्बोरंडम। डायोड का उपयोग पहले रेडियो तरंगों का पता लगाने के लिए एक सस्ते और कुशल तरीके के रूप में किया गया था क्योंकि इसमें 'बिल्ली की मूंछ' थी।
कार्ल फर्डिनेंड ब्रौन ने पहली बार 1874 में एक बिंदु संपर्क डायोड में क्रिस्टल और धातु के बीच विद्युत प्रवाह के 'असममित चालन' का प्रदर्शन किया।
1894 में, जगदीश बोस ने रेडियो तरंग संसूचक के रूप में क्रिस्टल का उपयोग करते हुए पहला माइक्रोवेव अनुसंधान किया। प्रथम क्रिस्टल डिटेक्टर का आविष्कार बोस ने 1901 में किया था।
G. W. पिकार्ड मुख्य रूप से क्रिस्टल डिटेक्टर को एक उपयोगी रेडियो उपकरण में बदलने के लिए जिम्मेदार थे। उन्होंने 1902 में डिटेक्टर तत्वों पर शोध करना शुरू किया और हजारों यौगिकों की खोज की, जिनका उपयोग रेक्टिफाइंग जंक्शन बनाने के लिए किया जा सकता है।
इन प्रारंभिक बिंदु संपर्क अर्धचालक जंक्शनों के अंतर्निहित भौतिक गुण उस समय ज्ञात नहीं थे जब वे कार्यरत थे। 1930 और 1940 के दशक में उन पर आगे के अध्ययन के परिणामस्वरूप समकालीन अर्धचालक उपकरणों का निर्माण हुआ।
प्वाइंट संपर्क डायोड का निर्माण
जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में देखा गया है, क्रिस्टल से संपर्क करने के लिए एक बिल्ली की मूंछ जैसे छोटे तार का उपयोग किया गया था। ऑक्सीकरण को रोकने के लिए यह अधिमानतः सोने से बना था।
इसके बाद, अन्य प्रकार के डिटेक्टर उभरे, जैसे महंगे जर्मेनियम डायोड और अंततः महंगे डिटेक्टर ट्यूब।
इससे प्रथम विश्व युद्ध के दौरान ब्रॉडकास्ट वायरलेस रेडियो में पॉइंट-कॉन्टैक्ट कैट्स व्हिस्कर का व्यापक कार्यान्वयन हुआ।
आधुनिक अर्धचालकों की तुलना में, बिल्ली का व्हिस्कर डिटेक्टर सेट या क्रिस्टल सेट कहीं भी सटीक नहीं था। 'मूंछ' को क्रिस्टल पर मैन्युअल रूप से रखा जाना था और एक विशेष स्थिति में तय किया गया था। हालांकि, ऑपरेशन के कुछ घंटों के भीतर, इसकी प्रभावशीलता कम हो जाएगी और एक नई स्थिति निर्धारित करने की आवश्यकता होगी।
हालांकि इसमें कई कमियां थीं, व्हिस्कर और क्रिस्टल वायरलेस रेडियो में कार्यरत पहला अर्धचालक था। वायरलेस के उन शुरुआती वर्षों में, अधिकांश शौक़ीन इसे वहन कर सकते थे, पॉइंट-कॉन्टैक्ट डायोड ने अच्छी तरह से काम किया, लेकिन किसी को यह समझ में नहीं आया कि यह कैसे संचालित होता है।
जर्मेनियम डायोड (आधुनिक बिंदु संपर्क डायोड)
बिंदु-संपर्क डायोड आजकल बहुत अधिक कुशल और विश्वसनीय हैं। जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, वे एन-टाइप जर्मेनियम की एक चिप से बने होते हैं, जिस पर एक महीन टंगस्टन या सोने का तार (मूंछ की जगह) डाला जाता है।
तार कुछ धातु को अर्धचालक में स्थानांतरित करने का कारण बनता है जहां यह जर्मेनियम से संपर्क करता है। यह एक अशुद्धता के रूप में कार्य करता है, एक छोटा पी-प्रकार क्षेत्र बनाता है और पीएन जंक्शन की स्थापना करता है।
पीएन जंक्शन के छोटे आकार के कारण, यह उच्च वर्तमान स्तरों को सहन करने में असमर्थ है। उच्चतम आमतौर पर कुछ मिलीमीटर होगा। बिंदु-संपर्क डायोड का रिवर्स करंट एक विशिष्ट सिलिकॉन डायोड की तुलना में बड़ा होता है। यह डिवाइस की एक अतिरिक्त संपत्ति है।
आमतौर पर यह मान पांच से दस माइक्रोएम्प्स तक हो सकता है। पॉइंट-कॉन्टैक्ट डायोड की रिवर्स वोल्टेज टॉलरेंस भी कई अन्य सिलिकॉन डायोड की तुलना में कम है।
अधिकतम रिवर्स वोल्टेज जिसे डिवाइस सहन कर सकता है, उसे अक्सर पीक इनवर्स वोल्टेज (PIV) के रूप में परिभाषित किया जाता है। इनमें से किसी एक बिंदु-संपर्क डायोड के लिए एक विशिष्ट रिवर्स वोल्टेज मान लगभग 70 वोल्ट है।
लाभ
जर्मेनियम डायोड, जिसे बिंदु-संपर्क डायोड के रूप में भी जाना जाता है, कई मायनों में बुनियादी लगता है लेकिन इसके कुछ फायदे हैं। पहला फायदा यह है कि इसका उत्पादन करना आसान है।
एक बिंदु-संपर्क डायोड को प्रसार या एपिटैक्सियल विकास तकनीकों की आवश्यकता नहीं होती है, जो आमतौर पर अधिक पारंपरिक पीएन जंक्शन का उत्पादन करने के लिए आवश्यक होती हैं।
निर्माता आसानी से एन-टाइप जर्मेनियम के हिस्सों को अलग कर सकते हैं, उन्हें स्थिति दे सकते हैं, और आदर्श सुधार जंक्शन पर उन्हें एक तार जोड़ सकते हैं। यही कारण है कि सेमीकंडक्टर तकनीक के शुरुआती दौर में इन डायोड का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता था।
बिंदु-संपर्क डायोड के उपयोग में आसानी इसका अतिरिक्त लाभ है। अपने छोटे आकार के कारण जंक्शन की धारिता बेहद कम है।
जबकि आम साधारण सिलिकॉन डायोड जैसे 1N914 और 1N916 में केवल कुछ पिकोफैराड के मान होते हैं, बिंदु-संपर्क डायोड के मान और भी कम होते हैं। यह गुण उन्हें रेडियो-आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए अत्यधिक उपयुक्त बनाता है।
अंतिम लेकिन कम से कम, बिंदु संपर्क डायोड के निर्माण के लिए उपयोग किए जाने वाले जर्मेनियम के परिणामस्वरूप न्यूनतम फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप होता है, जो इसे डिटेक्टर के रूप में उपयोग के लिए एकदम सही बनाता है। इसलिए, डायोड को संचालित करने के लिए काफी कम वोल्टेज की आवश्यकता होती है।
एक सिलिकॉन डायोड के विपरीत, जिसे चालू करने के लिए 0.6 वोल्ट की आवश्यकता होती है, एक जर्मेनियम डायोड का विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज मुश्किल से 0.2 वोल्ट होता है।
अनुप्रयोग
यदि आप शौक़ीन हैं और छोटे रेडियो सेट बनाना पसंद करते हैं तो आपको क्रिस्टल सेट में पॉइंट कॉन्टैक्ट डायोड का सबसे अच्छा अनुप्रयोग मिल सकता है।
रेडियो रिसीवर का एक सबसे बुनियादी रूप जो रेडियो के शुरुआती दिनों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता था, क्रिस्टल रेडियो रिसीवर के रूप में जाना जाता है। इसे आमतौर पर क्रिस्टल सेट के रूप में भी जाना जाता है।
इस रेडियो की सबसे दिलचस्प बात यह है कि इसे संचालित करने के लिए बाहरी शक्ति की आवश्यकता नहीं होती है। यह वास्तव में अपने एंटीना के माध्यम से प्राप्त रेडियो सिग्नल की शक्ति का उपयोग करके ऑडियो सिग्नल बनाता है।
इसका नाम इसके सबसे महत्वपूर्ण घटक, एक क्रिस्टल डिटेक्टर (बिंदु संपर्क डायोड) से मिलता है, जिसे शुरू में गैलेना जैसी क्रिस्टलीय सामग्री से निर्मित किया गया था।
बिंदु संपर्क जर्मेनियम डायोड 1N34 का उपयोग करते हुए एक साधारण क्रिस्टल रेडियो निम्नलिखित आरेख में देखा जा सकता है।
सर्किट के पूरे लेख और विवरण के लिए आप निम्न पोस्ट का उल्लेख कर सकते हैं:
एक क्रिस्टल रेडियो सेट बनाएँ
