ভ্যাকুয়াম ডায়োড কি?

ভ্যাকুয়াম ডায়োড কি ?

ভ্যাকুয়াম ডায়োডের সংজ্ঞা

ভ্যাকুয়াম ডায়োড হল একটি ধরনের ইলেকট্রনিক ডিভাইস যা দুটি ইলেকট্রোড: ক্যাথোড এবং অ্যানোডের মধ্যে উচ্চ ভ্যাকুয়ামে বৈদ্যুতিক প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে। ক্যাথোড হল একটি ধাতব সিলিন্ডার যা গরম করলে ইলেকট্রন নিঃসরণ করে, অন্যদিকে অ্যানোড হল একটি ফাঁপা ধাতব সিলিন্ডার যা ক্যাথোড থেকে ইলেকট্রন সংগ্রহ করে। ভ্যাকুয়াম ডায়োডের প্রতীক নিম্নে দেখানো হল।

ভ্যাকুয়াম ডায়োড ১৯০৪ সালে স্যার জন অ্যাম্ব্রোস ফ্লেমিং দ্বারা আবিষ্কৃত হয়েছিল এবং এটি ফ্লেমিং ভ্যাল্ভ বা থার্মিয়নিক ভ্যাল্ভ নামেও পরিচিত ছিল। এটি প্রথম ভ্যাকুয়াম টিউব এবং অন্যান্য ভ্যাকুয়াম টিউব ডিভাইসের পূর্বসূরী ছিল, যেমন ট্রায়োড, টেট্রোড এবং পেন্টোড, যারা ২০শ শতাব্দীর প্রথম অর্ধেকে ইলেকট্রনিক্সে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছিল। ভ্যাকুয়াম ডায়োড রেডিও, টেলিভিশন, রেডার, শব্দ রেকর্ডিং এবং পুনরুৎপাদন, দীর্ঘ-দূরত্বের টেলিফোন নেটওয়ার্ক, এবং অ্যানালগ এবং প্রারম্ভিক ডিজিটাল কম্পিউটারের বিকাশে অপরিহার্য ছিল।

অপারেশনের নীতি

ভ্যাকুয়াম ডায়োড থার্মিয়নিক নিঃসরণের নীতি অনুসরণ করে, যেখানে ইলেকট্রন গরম ধাতব পৃষ্ঠ থেকে নিঃসৃত হয়। যখন ক্যাথোড গরম করা হয়, তখন ইলেকট্রন ভ্যাকুয়ামে প্রবেশ করে। অ্যানোডে ধনাত্মক ভোল্টেজ দিয়ে এই ইলেকট্রনগুলি আকর্ষিত হয়, যার ফলে ক্যাথোড থেকে অ্যানোডে একদিকে প্রবাহ হয়।

তবে, যদি অ্যানোডে প্রয়োগ করা ধনাত্মক ভোল্টেজ যথেষ্ট না হয়, তাহলে অ্যানোড ক্যাথোড থেকে নিঃসৃত সমস্ত ইলেকট্রন আকর্ষণ করতে পারে না। ফলে কিছু ইলেকট্রন ক্যাথোড এবং অ্যানোডের মধ্যে স্থানে জমা হয়, যা স্থান চার্জ নামে পরিচিত। স্থান চার্জ একটি বাধা হিসেবে কাজ করে যা ক্যাথোড থেকে ইলেকট্রনের আরও নিঃসরণ প্রতিরোধ করে এবং সার্কিটে প্রবাহ কমায়।

যদি অ্যানোড এবং ক্যাথোডের মধ্যে প্রয়োগ করা ভোল্টেজ ধীরে ধীরে বৃদ্ধি করা হয়, তাহলে আরও বেশি স্থান চার্জ ইলেকট্রন অ্যানোডে টানা যায় এবং নতুন নিঃসৃত ইলেকট্রনের জন্য ফাঁকা স্থান তৈরি করে। তাই অ্যানোড এবং ক্যাথোডের মধ্যে ভোল্টেজ বৃদ্ধি করলে ইলেকট্রনের নিঃসরণ হার এবং সার্কিটে প্রবাহ বৃদ্ধি করা যায়।

একটি বিন্দুতে, যখন সমস্ত স্থান চার্জ অ্যানোড ভোল্টেজ দ্বারা নিরপেক্ষীকৃত হয়, তখন ক্যাথোড থেকে ইলেকট্রন নিঃসরণের জন্য আর কোনও বাধা থাকে না। তখন একটি ইলেকট্রন বিম ক্যাথোড থেকে অ্যানোডের মধ্য দিয়ে স্বাধীনভাবে প্রবাহিত হয়। ফলে অ্যানোড থেকে ক্যাথোডে সর্বোচ্চ প্রবাহ হয়, যা ক্যাথোডের তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে। এটি স্যাচুরেশন কারেন্ট নামে পরিচিত।

অন্যদিকে, যদি অ্যানোড ক্যাথোডের সাপেক্ষে ঋণাত্মক করা হয়, তাহলে অ্যানোড থেকে কোনও ইলেকট্রন নিঃসরণ হয় না, কারণ এটি ঠাণ্ডা, গরম নয়। এখন, গরম ক্যাথোড থেকে নিঃসৃত ইলেকট্রনগুলি ঋণাত্মক অ্যানোডের প্রতিক্রিয়ায় অ্যানোডে পৌঁছাতে পারে না। ক্যাথোড এবং অ্যানোডের মধ্যে একটি শক্তিশালী স্থান চার্জ জমা হয়। এই স্থান চার্জের কারণে, সব নতুন নিঃসৃত ইলেকট্রন ক্যাথোডে প্রতিহত হয়, ফলে কোনও নিঃসরণ ঘটে না। তাই, সার্কিটে কোনও প্রবাহ হয় না। তাই, ভ্যাকুয়াম ডায়োড শুধুমাত্র ক্যাথোড থেকে অ্যানোডে প্রবাহ সম্ভব করে।

যখন অ্যানোডে কোনও ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয় না, তখন আদর্শভাবে সার্কিটে কোনও প্রবাহ হওয়া উচিত নয়, তবে ইলেকট্রনের বেগের পরিসংখ্যানিক দোলনের কারণে কিছু ইলেকট্রন অ্যানোডে পৌঁছায়। এই ছোট প্রবাহকে স্প্ল্যাশ কারেন্ট বলা হয়।

V-I বৈশিষ্ট্য

ভ্যাকুয়াম ডায়োডের V-I বৈশিষ্ট্য অ্যানোড এবং ক্যাথোডের (V) মধ্যে প্রয়োগ করা ভোল্টেজ এবং সার্কিট দিয়ে প্রবাহিত হওয়া প্রবাহ (I) এর মধ্যে সম্পর্ক দেখায়। ভ্যাকুয়াম ডায়োডের V-I বৈশিষ্ট্য নিম্নে দেখানো হল।

স্থান চার্জের আকার ক্যাথোড থেকে নিঃসৃত ইলেকট্রনের সংখ্যার উপর নির্ভর করে, যা ক্যাথোডের তাপমাত্রা এবং কাজের ফাংশন দ্বারা প্রভাবিত হয়। কাজের ফাংশন হল একটি ধাতু থেকে একটি ইলেকট্রন সরাতে প্রয়োজনীয় সর্বনিম্ন শক্তি। কম কাজের ফাংশন সম্পন্ন ধাতুগুলি ইলেকট্রন নিঃসরণের জন্য কম তাপ প্রয়োজন করে, যা এই উদ্দেশ্যে তাদের আরও কার্যকর করে।

এই বৈশিষ্ট্যের অংশটি স্যাচুরেশন অঞ্চল নামে পরিচিত, যা চিত্রে দেখানো হয়েছে। স্যাচুরেশন কারেন্ট অ্যানোড ভোল্টেজের উপর নির্ভর করে না এবং শুধুমাত্র ক্যাথোডের তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে।

যখন অ্যানোডে কোনও ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয় না, তখন আদর্শভাবে সার্কিটে কোনও প্রবাহ হওয়া উচিত নয়, কিন্তু বাস্তবে ইলেকট্রনের বেগের পরিসংখ্যানিক দোলনের কারণে একটি ছোট প্রবাহ থাকে। কিছু ইলেকট্রন যথেষ্ট শক্তিশালী হয় যাতে তারা অ্যানোডে পৌঁছাতে পারে, যদিও অ্যানোডে কোনও ভোল্টেজ নেই। এই ঘটনার কারণে সৃষ্ট ছোট প্রবাহকে স্প্ল্যাশ কারেন্ট বলা হয়।

ভ্যাকুয়াম ডায়োডের প্রকারভেদ

• রেক্টিফায়ার ডায়োড

• ডিটেক্টর ডায়োড

• জেনার ডায়োড

• ভ্যারাক্টর ডায়োড

• শট্ট্কি ডায়োড

ভ্যাকুয়াম ডায়োডের ব্যবহার

• উচ্চ-শক্তি ব্যবহার

• উচ্চ-্রিকোয়েন্সি ব্যবহার

• উচ্চ-তাপমাত্রা ব্যবহার

• অডিও ব্যবহার

সংক্ষিপ্ত সারাংশ

ভ্যাকুয়াম ডায়োড হল একটি ধরনের ইলেকট্রনিক ডিভাইস যা দুটি ইলেকট্রোড: ক্যাথোড এবং অ্যানোডের মধ্যে উচ্চ ভ্যাকুয়ামে বৈদ্যুতিক প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে। ক্যাথোড ফিলামেন্ট বা পরোক্ষ হিটার দ্বারা গরম করলে ইলেকট্রন নিঃসরণ করে, অন্যদিকে অ্যানোড ক্যাথোড থেকে ইলেকট্রন সংগ্রহ করে। ভ্যাকুয়াম ডায়োড থার্মিয়নিক নিঃসরণের নীতি অনুসরণ করে এবং শুধুমাত্র একদিকে প্রবাহ সম্ভব করে: ক্যাথোড থেকে অ্যানোডে।

ভ্যাকুয়াম ডায়োড ১৯০৪ সালে স্যার জন অ্যাম্ব্রোস ফ্লেমিং দ্বারা আবিষ্কৃত হয়েছিল এবং ২০শ শতাব্দীর প্রথম অর্ধেকে ইলেকট্রনিক্সে ব্যাপকভাবে ব্