डायोड स्वीकृति क्या है: प्रकार और डायोड मॉडल

डायोड मुख्य रूप से यूनिडायरेक्शनल डिवाइस हैं। यह आगे या सकारात्मक होने पर कम प्रतिरोध प्रदान करता है वोल्टेज लागू किया गया है और उच्च है प्रतिरोध जब डायोड रिवर्स बायस्ड है। एक आदर्श डायोड में शून्य आगे प्रतिरोध और शून्य वोल्टेज ड्रॉप होता है। डायोड उच्च रिवर्स प्रतिरोध प्रदान करता है, जिसके परिणामस्वरूप शून्य रिवर्स धाराएं होती हैं। हालांकि आदर्श डायोड मौजूद नहीं हैं, कुछ अनुप्रयोगों में निकट-आदर्श डायोड का उपयोग किया जाता है। आपूर्ति वोल्टेज आम तौर पर एक डायोड के आगे वोल्टेज से अधिक बड़ा होता है और इस प्रकार वी_एफनिरंतर माना जाता है। गणितीय मॉडल का उपयोग सिलिकॉन और जर्मेनियम डायोड की अनुमानित विशेषताओं के लिए किया जाता है जब लोड प्रतिरोध आमतौर पर उच्च या बहुत कम होता है। ये तरीके वास्तविक दुनिया की समस्याओं को हल करने में मदद करते हैं। इस लेख में चर्चा की गई है कि डायोड सन्निकटन, सन्निकटन के प्रकार, समस्याएं और अनुमानित डायोड मॉडल क्या हैं।

डायोड क्या है?

सेवा मेरे डायोड एनोड और कैथोड नामक दो टर्मिनलों के साथ एक सरल अर्धचालक है। यह एक दिशा (आगे की दिशा) में धारा के प्रवाह की अनुमति देता है और विपरीत दिशा (रिवर्स दिशा) में वर्तमान प्रवाह को प्रतिबंधित करता है। जब पक्षपाती और उच्च या अनंत प्रतिरोध किया जाता है तो यह कम या शून्य प्रतिरोध होता है। टर्मिनलों एनोड सकारात्मक लीड को संदर्भित करता है और कैथोड नकारात्मक लीड को संदर्भित करता है। जब डायोड एक धनात्मक वोल्टेज से जुड़ा होता है, तो अधिकांश डायोड प्रवाहित होते हैं या धारा प्रवाहित करते हैं। डायोड का उपयोग रेक्टिफायर के रूप में किया जाता है बिजली की आपूर्ति।

अर्धचालक-डायोड

डायोड स्वीकृति क्या है?

डायोड सन्निकटन एक गणितीय विधि है जिसका उपयोग गणनाओं को सक्षम करने के लिए वास्तविक डायोड के अरेखीय व्यवहार को अनुमानित करने के लिए किया जाता है सर्किट विश्लेषण। डायोड सर्किट का विश्लेषण करने के लिए तीन अलग-अलग सन्निकटन का उपयोग किया जाता है।

पहली डायोड स्वीकृति

पहले सन्निकटन विधि में, डायोड को अग्र-पक्षीय डायोड के रूप में और शून्य वोल्टेज ड्रॉप के साथ बंद स्विच के रूप में माना जाता है। यह वास्तविक जीवन की परिस्थितियों में उपयोग करने के लिए उपयुक्त नहीं है, लेकिन केवल सामान्य सन्निकटन के लिए उपयोग किया जाता है, जहां पूर्वता की आवश्यकता नहीं होती है।

प्रथम-सन्निकटन

दूसरा डायोड स्वीकृति

दूसरे सन्निकटन में, डायोड को सी के साथ श्रृंखला में फॉरवर्ड-बायस्ड डायोड माना जाता है बैटरी डिवाइस चालू करने के लिए। एक सिलिकॉन डायोड को चालू करने के लिए, इसे 0.7V की आवश्यकता होती है। आगे-पक्षपाती डायोड को चालू करने के लिए 0.7V या उससे अधिक का वोल्टेज खिलाया जाता है। यदि वोल्टेज 0.7V से कम है, तो डायोड बंद हो जाता है।

दूसरा अनुमान

तीसरी डायोड स्वीकृति

एक डायोड के तीसरे सन्निकटन में डायोड में वोल्टेज और थोक प्रतिरोध में वोल्टेज शामिल हैं, आर_ख। थोक प्रतिरोध कम है, जैसे 1 ओम से कम और हमेशा 10 ओम से कम। थोक प्रतिरोध, आर_खपी और एन सामग्री के प्रतिरोध से मेल खाती है। यह प्रतिरोध किसी भी समय आगे बढ़ने वाले वोल्टेज की मात्रा और डायोड के माध्यम से बहने वाली धारा के आधार पर बदलता है।

डायोड में वोल्टेज ड्रॉप की गणना सूत्र का उपयोग करके की जाती है

वी_घ= 0.7 वी + आई_घ* आर_ख

और अगर आर_ख<1/100 R_वेंया आर_ख<0.001 R_वें, हम उपेक्षा करते हैं

तीसरा-सन्निकटन

समाधान के साथ डायोड स्वीकृति समस्याएं

आइए अब समाधानों के साथ डायोड सन्निकटन समस्याओं के दो 2 उदाहरण देखें

1)। नीचे दिए गए सर्किट को देखें और डायोड के दूसरे सन्निकटन का उपयोग करें।

सर्किट-के लिए डायोड-सन्निकटन

मैं_घ= (वी_रों- वी_घ) / आर = (4-0.7) / 8 = 0.41 ए

२)। सर्किट के दोनों को देखो और डायोड के तीसरे सन्निकटन विधि का उपयोग करके गणना करें

सर्किट-का उपयोग कर-तीसरी विधि

अंजीर के लिए (ए)

थोक अवरोधक 0.2or के साथ 1kΩ रोकनेवाला जोड़ने से वर्तमान प्रवाह में कोई अंतर नहीं पड़ता है

मैं_घ= 9.3 / 1000.2 = 0.0093 ए

यदि हम 0.2Ω की गिनती नहीं करते हैं, तो

मैं_घ= 9.3 / 1000 = 0.0093 ए

अंजीर के लिए (बी)

5 load के लोड प्रतिरोध के लिए, 0.2 a के थोक प्रतिरोध की अनदेखी करने से वर्तमान प्रवाह में अंतर आता है।

इसलिए, थोक प्रतिरोध पर विचार किया जाना चाहिए और वर्तमान का सही मूल्य 1.7885 ए है।

मैं_घ= 9.3 / 5.2 = 1.75885 ए

यदि हम 0.2Ω की गिनती नहीं करते हैं, तो

मैं_घ= 9.3 / 5 = 1.86 ए

संक्षेप में, यदि लोड प्रतिरोध छोटा है, तो थोक प्रतिरोध को प्रभावी रूप से लिया जाता है। हालांकि, यदि भार प्रतिरोध बहुत अधिक है (कई किलो-ओम तक), तो थोक प्रतिरोध का वर्तमान पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

अनुमानित डायोड मॉडल

डायोड मॉडल गणितीय मॉडल हैं जिनका उपयोग डायोड के वास्तविक व्यवहार के सन्निकटन के लिए किया जाता है। हम विभिन्न तकनीकों का उपयोग करते हुए आगे-बायस्ड दिशा में जुड़े पी-एन जंक्शन के मॉडलिंग पर चर्चा करेंगे।

शॉक्ले डायोड मॉडल

में शॉकली डायोड मॉडल समीकरण, एक पी-एन जंक्शन डायोड का डायोड वर्तमान I डायोड वोल्टेज वीडी से संबंधित है। यह मानते हुए कि वीएस> 0.5 वी और आईडी आईएस की तुलना में बहुत अधिक है, हम एक डायोड के VI विशेषता का प्रतिनिधित्व करते हैं

मैं_घ= मैं_रों(है^{वीडी / ηवीटी}- 1) - (i)

साथ में किरचॉफ का लूप समीकरण, हम निम्नलिखित समीकरण प्राप्त करते हैं

मैं_घ= (वी_रों- वी_घ/ R) ———— (ii)

यह मानते हुए कि डायोड पैरामीटर हैं और ing ज्ञात हैं, जबकि आईडी और आईएस अज्ञात मात्रा हैं। इन्हें दो तकनीकों - ग्राफिकल विश्लेषण और Iterative विश्लेषण का उपयोग करके पाया जा सकता है

Iterative विश्लेषण

कंप्यूटर या कैलकुलेटर का उपयोग करके मूल्यों की किसी भी श्रृंखला के लिए वीएस के संबंध में डायोड वोल्टेज वीडी खोजने के लिए एक पुनरावृत्त विश्लेषण विधि का उपयोग किया जाता है। समीकरण (i) को आईएस द्वारा विभाजित करके और 1 जोड़कर पुनर्गठित किया जा सकता है।

है^{वीडी / ηवीटी}= मैं / मैं_रों+1

समीकरण के दोनों किनारों पर प्राकृतिक लॉग को लागू करने से घातांक को हटाया जा सकता है। समीकरण को कम कर देता है

वी_घ/ ηV_टी= ln (I / I_रों+1)

(Ii) से (i) के लिए प्रतिस्थापित करना क्योंकि यह किरचॉफ के नियम को संतुष्ट करता है और समीकरण कम हो जाता है

वी_घ/ ηV_टी= (एलएन (वी)_रों-वी_घ) / आर.आई._रों) +1

या

वी_घ= ηV_टीln ((V)_रों- वी_घ) / आर.आई._रों+1)

जैसा कि बनाम मूल्य के लिए जाना जाता है, वीडी का अनुमान लगाया जा सकता है और मूल्य को समीकरण के दाईं ओर रखा जाता है और निरंतर संचालन करते हुए, वीडी के लिए एक नया मान पाया जा सकता है। VD मिल जाने पर, Kirchhoff के नियम का उपयोग I को खोजने के लिए किया जाता है।

आलेखीय समाधान

I-V वक्र पर समीकरणों (i) और (ii) की साजिश रचने से, दो ग्राफ़ के चौराहे पर एक अनुमानित ग्राफिकल समाधान प्राप्त होता है। ग्राफ पर यह प्रतिच्छेदन बिंदु समीकरणों (i) और (ii) को संतुष्ट करता है। ग्राफ पर सीधी रेखा लोड लाइन का प्रतिनिधित्व करती है और ग्राफ पर वक्र डायोड विशेषता समीकरण का प्रतिनिधित्व करता है।

चित्रमय-समाधान-से-निर्धारित-ऑपरेटिंग-बिंदु

टुकड़ावार रैखिक मॉडल

चूंकि समग्र सर्किट के लिए ग्राफिकल सॉल्यूशन विधि अत्यधिक जटिल है, डायोड मॉडलिंग का एक वैकल्पिक दृष्टिकोण उपयोग किया जाता है, जिसे टुकड़े-टुकड़े रैखिक मॉडलिंग के रूप में जाना जाता है। इस विधि में, एक फ़ंक्शन को कई रैखिक खंडों में तोड़ दिया जाता है और डायोड सन्निकटन विशेषता वक्र के रूप में उपयोग किया जाता है।

ग्राफ एक वास्तविक डायोड के छठे वक्र को दर्शाता है जो दो-खंड के टुकड़े-टुकड़े रैखिक मॉडल का उपयोग करके अनुमानित होता है। एक वास्तविक डायोड को श्रृंखला में तीन तत्वों में वर्गीकृत किया जाता है: एक आदर्श डायोड, वोल्टेज स्रोत, और ए अवरोध । क्यू-पॉइंट पर डायोड कर्व और इस लाइन के ढलान पर खींची गई स्पर्शरेखा क्यू बिंदु पर डायोड के प्रतिरोध के पारस्परिक के बराबर है।

टुकड़ा-रैखिक-सन्निकटन

गणितीय रूप से आदर्शित डायोड

गणितीय रूप से आदर्शित डायोड एक आदर्श डायोड को संदर्भित करता है। इस प्रकार के एक आदर्श डायोड में, वर्तमान जब डायोड रिवर्स बायस्ड होता है, तो प्रवाह शून्य के बराबर होता है। एक आदर्श डायोड की विशेषता 0V पर आचरण करना है जब एक सकारात्मक वोल्टेज लागू होता है और वर्तमान प्रवाह अनंत होगा और डायोड एक शॉर्ट सर्किट की तरह व्यवहार करता है। एक आदर्श डायोड की विशेषता वक्र दिखाया गया है।

आई-वी-चारित्रिक-वक्र

पूछे जाने वाले प्रश्न

1)। कौन सा डायोड मॉडल सबसे सटीक सन्निकटन का प्रतिनिधित्व करता है?

तीसरा सन्निकटन सबसे सटीक सन्निकटन है क्योंकि इसमें 0.7V का डायोड वोल्टेज, डायोड के आंतरिक थोक प्रतिरोध में वोल्टेज और एक डायोड द्वारा दिया गया रिवर्स प्रतिरोध शामिल होता है।

२)। डायोड का ब्रेकडाउन वोल्टेज क्या है?

एक डायोड का ब्रेकडाउन वोल्टेज डायोड ब्रेकडाउन और रिवर्स दिशा में आचरण करने के लिए लागू न्यूनतम रिवर्स वोल्टेज है।

३)। आप एक डायोड का परीक्षण कैसे करते हैं?

एक डायोड का परीक्षण करने के लिए, एक डिजिटल मल्टीमीटर का उपयोग करें

• मल्टीमीटर चयनकर्ता स्विच को डायोड चेक मोड में बदलें
• एनोड को पॉजिटिव लीड के मल्टीमीटर और कैथोड को नेगेटिव लीड से कनेक्ट करें
• मल्टीमीटर 0.6V से 0.7V के बीच एक वोल्टेज रीडिंग दिखाता है और जानता है कि डायोड काम कर रहा है
• अब मल्टीमीटर के कनेक्शन को उल्टा कर दें
• यदि मल्टीमीटर एक अनंत प्रतिरोध (रेंज पर) प्रदर्शित करता है और जानता है कि डायोड काम कर रहा है

4)। क्या डायोड एक करंट है?

एक डायोड न तो एक वर्तमान-नियंत्रित है और न ही वोल्टेज-नियंत्रित उपकरण है। यदि सकारात्मक और नकारात्मक वोल्टेज सही ढंग से दिए गए हैं तो यह आचरण करता है।

इस लेख में तीन प्रकार की चर्चा की गई है डायोड सन्निकटन विधि। हमने चर्चा की कि कैसे डायोड का अनुमान लगाया जा सकता है जब डायोड कुछ संख्यात्मक के साथ स्विच के रूप में कार्य करता है। अंत में, हमने विभिन्न प्रकार के अनुमानित डायोड मॉडल पर चर्चा की। यहाँ आपके लिए एक प्रश्न है, डायोड का कार्य क्या है?