डायोड के विशेषताएं क्या हैं?

डायोड के विशेषताएँ क्या हैं?

डायोड परिभाषा

हम अर्धचालक सामग्री (Si, Ge) का उपयोग विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को बनाने के लिए करते हैं। सबसे मूल उपकरण डायोड है। डायोड दो-टर्मिनल PN जंक्शन उपकरण है। PN जंक्शन P टाइप सामग्री को N टाइप सामग्री के संपर्क में लाकर बनाया जाता है। जब P-टाइप सामग्री N-टाइप सामग्री के संपर्क में लाई जाती है, तो इलेक्ट्रॉन और होल्स जंक्शन के पास फिर से मिलना शुरू हो जाते हैं। इसके परिणामस्वरूप जंक्शन पर चार्ज के वाहकों की कमी होती है और इसलिए जंक्शन को डीप्लीशन क्षेत्र कहा जाता है। जब हम PN जंक्शन के टर्मिनलों पर वोल्टेज लगाते हैं, तो इसे डायोड कहा जाता है। नीचे दिया गया चित्र PN जंक्शन डायोड का प्रतीक दर्शाता है।

डायोड एक एकदिशीय उपकरण है जो केवल एक दिशा में धारा को प्रवाहित होने देता है, इसके विस्थापन पर निर्भर करता है।

अग्रावर्त विस्थापन

जब P-टर्मिनल को बैटरी के धनात्मक छोर से और N-टर्मिनल को ऋणात्मक छोर से जोड़ा जाता है, तो डायोड अग्रावर्त विस्थापित होता है।

अग्रावर्त विस्थापन में, बैटरी का धनात्मक टर्मिनल P-क्षेत्र में होल्स को दूर धकेलता है और ऋणात्मक टर्मिनल N-क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन को दूर धकेलता है, जो उन्हें जंक्शन की ओर धकेलता है। इससे जंक्शन के पास चार्ज के वाहकों की सांद्रता बढ़ जाती है, जिससे पुनर्संयोजन होता है और डीप्लीशन क्षेत्र की चौड़ाई कम हो जाती है। जैसे-जैसे अग्रावर्त विस्थापन वोल्टेज बढ़ता है, डीप्लीशन क्षेत्र और भी संकुचित होता है, और धारा घातांकीय रूप से बढ़ती है।

प्रतिवर्त विस्थापन

प्रतिवर्त विस्थापन में P-टर्मिनल को बैटरी के ऋणात्मक टर्मिनल से और N-टर्मिनल को धनात्मक टर्मिनल से जोड़ा जाता है। इस प्रकार लगाया गया वोल्टेज N तरफ को P तरफ से अधिक धनात्मक बनाता है।

बैटरी का ऋणात्मक टर्मिनल P-क्षेत्र में बहुसंख्यक वाहक, होल्स, को आकर्षित करता है और धनात्मक टर्मिनल N-क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन को आकर्षित करता है और उन्हें जंक्शन से दूर खींचता है। इससे जंक्शन के पास चार्ज के वाहकों की सांद्रता में कमी होती है और डीप्लीशन क्षेत्र की चौड़ाई बढ़ जाती है। एक छोटी मात्रा में धारा, जिसे प्रतिवर्त विस्थापन धारा या लीकेज धारा कहा जाता है, अल्पसंख्यक वाहकों के कारण प्रवाहित होती है। जैसे-जैसे प्रतिवर्त विस्थापन वोल्टेज बढ़ता है, डीप्लीशन क्षेत्र की चौड़ाई बढ़ती रहती है और कोई धारा प्रवाहित नहीं होती। यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि डायोड केवल अग्रावर्त विस्थापन में कार्य करता है। डायोड के कार्य को I-V डायोड विशेषताओं ग्राफ के रूप में सारांशित किया जा सकता है।

जैसे-जैसे प्रतिवर्त विस्थापन वोल्टेज बढ़ता है, डीप्लीशन क्षेत्र की चौड़ाई बढ़ती रहती है और एक बिंदु आता है जब जंक्शन टूट जाता है। इससे धारा का बड़ा प्रवाह होता है। टूटना डायोड विशेषताओं वक्र का घुटना है। जंक्शन का टूटना दो घटनाओं के कारण होता है।

एवालेंच ब्रेकडाउन

उच्च प्रतिवर्त वोल्टेज पर, एवालेंच ब्रेकडाउन होता है जब अल्पसंख्यक वाहक पर्याप्त ऊर्जा प्राप्त करते हैं ताकि वे बंधों से इलेक्ट्रॉनों को निकाल सकें, जिससे बड़ी मात्रा में धारा प्रवाहित होती है।

झेनर प्रभाव

झेनर प्रभाव निम्न प्रतिवर्त वोल्टेज पर होता है, जहाँ उच्च विद्युत क्षेत्र बंधों को तोड़ता है, जिससे धारा में अचानक वृद्धि होती है और जंक्शन टूट जाता है।