ডায়োডের বৈশিষ্ট্যগুলো কি কি?
ডায়োডের সংজ্ঞা
আমরা অর্ধপরিবাহী পদার্থ (Si, Ge) ব্যবহার করে বিভিন্ন ইলেকট্রনিক ডিভাইস তৈরি করি। সবচেয়ে মৌলিক ডিভাইসটি হল ডায়োড। ডায়োড একটি দুই টার্মিনাল পিএন জাঙ্কশন ডিভাইস। পিএন জাঙ্কশন পি-ধরনের পদার্থকে এন-ধরনের পদার্থের সাথে সংযুক্ত করে গঠিত হয়। যখন পি-ধরনের পদার্থকে এন-ধরনের পদার্থের সাথে সংযুক্ত করা হয়, তখন জাঙ্কশনের কাছে ইলেকট্রন ও হোল পুনর্মিশ্রণ শুরু হয়। এর ফলে জাঙ্কশনে চার্জ ক্যারিয়ারের অভাব ঘটে এবং একে ডিপ্লিশন অঞ্চল বলা হয়। যখন আমরা পিএন জাঙ্কশনের টার্মিনালে ভোল্টেজ প্রয়োগ করি, তখন একে ডায়োড বলা হয়। নিম্নলিখিত ছবিটি পিএন জাঙ্কশন ডায়োডের প্রতীক দেখাচ্ছে।
ডায়োড একটি একদিকগামী ডিভাইস যা শুধুমাত্র একটি দিকে বিদ্যুৎ প্রবাহ সম্ভব করে, এটি কিভাবে বাইয়াস করা হয় তার উপর নির্ভর করে।
ফরওয়ার্ড বাইয়াসিং
যখন পি-টার্মিনালকে ব্যাটারির ধনাত্মক প্রান্তের সাথে এবং এন-টার্মিনালকে ঋণাত্মক প্রান্তের সাথে সংযুক্ত করা হয়, তখন ডায়োড ফরওয়ার্ড বাইয়াস হয়।
ফরওয়ার্ড বাইয়াসে, ব্যাটারির ধনাত্মক প্রান্ত পি-অঞ্চলের হোলগুলিকে প্রতিহত করে এবং ঋণাত্মক প্রান্ত এন-অঞ্চলের ইলেকট্রনগুলিকে প্রতিহত করে, তাদের জাঙ্কশনের দিকে ঠেলে দেয়। এর ফলে জাঙ্কশনের কাছে চার্জ ক্যারিয়ারের ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়, পুনর্মিশ্রণ ঘটে এবং ডিপ্লিশন অঞ্চলের প্রস্থ কমে যায়। ফরওয়ার্ড বাইয়াস ভোল্টেজ বৃদ্ধি পেলে, ডিপ্লিশন অঞ্চলের প্রস্থ আরও কমে যায় এবং বিদ্যুৎ প্রবাহ সূচীভূতভাবে বৃদ্ধি পায়।
রিভার্স বাইয়াসিং
রিভার্স বাইয়াসিংয়ে পি-টার্মিনালকে ব্যাটারির ঋণাত্মক প্রান্তের সাথে এবং এন-টার্মিনালকে ধনাত্মক প্রান্তের সাথে সংযুক্ত করা হয়। তাই প্রয়োগকৃত ভোল্টেজ এন-অঞ্চলকে পি-অঞ্চলের চেয়ে বেশি ধনাত্মক করে।
ব্যাটারির ঋণাত্মক প্রান্ত পি-অঞ্চলের মেজরিটি ক্যারিয়ার, হোলগুলিকে আকর্ষণ করে এবং ধনাত্মক প্রান্ত এন-অঞ্চলের ইলেকট্রনগুলিকে আকর্ষণ করে এবং তাদের জাঙ্কশন থেকে দূরে টানে। এর ফলে জাঙ্কশনের কাছে চার্জ ক্যারিয়ারের ঘনত্ব কমে যায় এবং ডিপ্লিশন অঞ্চলের প্রস্থ বৃদ্ধি পায়। মাইনরিটি ক্যারিয়ারের কারণে একটি ক্ষুদ্র পরিমাণ বিদ্যুৎ প্রবাহ হয়, যাকে রিভার্স বাইয়াস বা লিকেজ কারেন্ট বলা হয়। রিভার্স বাইয়াস ভোল্টেজ বৃদ্ধি পেলে ডিপ্লিশন অঞ্চলের প্রস্থ বৃদ্ধি পায় এবং কোনো বিদ্যুৎ প্রবাহ হয় না। এটি থেকে সিদ্ধান্ত নেওয়া যায় যে, ডায়োড শুধুমাত্র ফরওয়ার্ড বাইয়াস হলে কাজ করে। ডায়োডের কাজকরণ I-V ডায়োড বৈশিষ্ট্য গ্রাফে সংক্ষিপ্ত করা যায়।
রিভার্স বাইয়াস ভোল্টেজ আরও বৃদ্ধি পেলে, ডিপ্লিশন অঞ্চলের প্রস্থ বৃদ্ধি পায় এবং একটি বিন্দু পৌঁছায় যখন জাঙ্কশন ব্রেকডাউন হয়। এর ফলে বড় পরিমাণে বিদ্যুৎ প্রবাহ হয়। ব্রেকডাউন ডায়োড বৈশিষ্ট্য রেখার ক্লিন বিন্দু। জাঙ্কশন ব্রেকডাউন দুইটি ঘটনার কারণে ঘটে।
অ্যাভালংশ ব্রেকডাউন
উচ্চ রিভার্স ভোল্টেজে, অ্যাভালংশ ব্রেকডাউন ঘটে যখন মাইনরিটি ক্যারিয়ারগুলি যথেষ্ট শক্তি অর্জন করে বন্ধন থেকে ইলেকট্রন ছিনিয়ে নেয়, যা বড় পরিমাণে বিদ্যুৎ প্রবাহের কারণ হয়।
জেনার প্রভাব
জেনার প্রভাব কম রিভার্স ভোল্টেজে ঘটে, যেখানে উচ্চ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র কোভালেন্ট বন্ধন ভেঙে দেয়, যা বিদ্যুৎ প্রবাহের হঠাৎ বৃদ্ধি এবং জাঙ্কশন ব্রেকডাউনের কারণ হয়।
