PN जंक्शन विस्तार

PN जंक्शन डायोड की परिभाषा

PN जंक्शन डायोड को एक अर्धचालक उपकरण के रूप में परिभाषित किया जाता है जो सीधे विक्षेपण में एक दिशा में विद्युत धारा की गति देता है और विपरीत विक्षेपण में विद्युत धारा को रोकता है।

सीधा विक्षेपण

सीधे विक्षेपण में, p-प्रकार क्षेत्र को धनात्मक टर्मिनल से जोड़ा जाता है और n-प्रकार को ऋणात्मक टर्मिनल से जोड़ा जाता है, जिससे विनष्ट लेयर कम हो जाता है और विद्युत धारा की गति होती है।

विपरीत विक्षेपण

विपरीत विक्षेपण में, p-प्रकार क्षेत्र को ऋणात्मक टर्मिनल से जोड़ा जाता है और n-प्रकार को धनात्मक टर्मिनल से जोड़ा जाता है, जिससे विनष्ट लेयर बढ़ जाता है और विद्युत धारा की गति रोक दी जाती है।

विद्युत धारा की व्यवहार

सीधे विक्षेपण में, जब विनष्ट लेयर कम हो जाता है तो विद्युत धारा आसानी से बहती है। विपरीत विक्षेपण में, केवल न्यूनतम विद्युत धारा बहती है जो छोटे विद्युत धारा कारकों के कारण होती है।

विफलता की स्थितियाँ

उच्च विपरीत वोल्टेज जेनर या अवलांच विफलता का कारण बन सकता है, जिससे विद्युत धारा में तेजी से वृद्धि होती है, जो डायोड के संचालन सीमाओं को समझने में महत्वपूर्ण है।

PN जंक्शन की V-I विशेषताएँ

सीधे विक्षेपण में, संचालन क्षेत्र पहले चतुर्थांश में होता है। जर्मेनियम के लिए थ्रेशहोल्ड वोल्टेज 0.3 V और सिलिकॉन के लिए 0.7 V है। इस थ्रेशहोल्ड वोल्टेज से ऊपर, ग्राफ गैर-रैखिक रूप से ऊपर जाता है। यह ग्राफ सीधे विक्षेपण में जंक्शन के गतिशील प्रतिरोध के लिए है।

विपरीत विक्षेपण में, वोल्टेज p-n जंक्शन पर विपरीत दिशा में बढ़ता है, लेकिन बहुतांशक विद्युत धारा के कारण कोई विद्युत धारा नहीं, केवल न्यूनतम लीकेज विद्युत धारा बहती है। लेकिन एक निश्चित विपरीत वोल्टेज पर p-n जंक्शन संचालन में टूट जाता है।

यह केवल छोटे विद्युत धारा कारकों के कारण है। इस मात्रा का वोल्टेज इन छोटे विद्युत धारा कारकों के लिए पर्याप्त होता है जो विनष्ट क्षेत्र को तोड़ता है। इस स्थिति में, जंक्शन से तेजी से विद्युत धारा बहेगी। यह विफलता वोल्टेज दो प्रकार की होती है।

अवलांच विफलता: यह एक तेज ग्राफ नहीं है, बल्कि एक ढलान वाला रैखिक ग्राफ है, अर्थात् विफलता के बाद विपरीत वोल्टेज में थोड़ी वृद्धि धीरे-धीरे अधिक तेज विद्युत धारा का कारण बनती है।

जेनर विफलता: यह विफलता तेज है और अधिक विद्युत धारा प्राप्त करने के लिए विपरीत विक्षेपण वोल्टेज बढ़ाने की आवश्यकता नहीं होती, क्योंकि विद्युत धारा तेजी से बहती है।

p-n जंक्शन का प्रतिरोध

p-n जंक्शन का गतिशील प्रतिरोध

p-n जंक्शन की V-I विशेषताओं से स्पष्ट है कि ग्राफ रैखिक नहीं है। सीधे विक्षेपण में p-n जंक्शन का प्रतिरोध rd ओहम है; इसे AC प्रतिरोध या गतिशील प्रतिरोध कहा जाता है। यह PN जंक्शन के वोल्टेज-विद्युत धारा के ढलान के बराबर है।

p-n जंक्शन का औसत AC प्रतिरोध

औसत AC प्रतिरोध बाहरी इनपुट वोल्टेज के न्यूनतम और अधिकतम मानों के प्रतिच्छेद बिंदुओं को जोड़ने वाली सीधी रेखा द्वारा निर्धारित किया जाता है।p-n जंक्शन से संबंधित कुछ महत्वपूर्ण शब्द