વેરિસ્ટર્સ - ઓપરેશન, પ્રકારો અને એપ્લિકેશનનો સિદ્ધાંત

વેરિસ્ટર એ સેમિકન્ડક્ટર ઘટક છે જે તેના પર લાગુ વોલ્ટેજની તીવ્રતાના આધારે તેના સક્રિય પ્રતિકારને બિન-રેખીય રીતે બદલી શકે છે. વાસ્તવમાં, તે આવા વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતા ધરાવતું રેઝિસ્ટર છે, જેનો રેખીય વિભાગ સાંકડી શ્રેણી સુધી મર્યાદિત છે, જેના પર જ્યારે ચોક્કસ થ્રેશોલ્ડથી ઉપરનો વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે ત્યારે વેરિસ્ટરનો પ્રતિકાર આવે છે.

આ બિંદુએ, તત્વનો પ્રતિકાર તીવ્રતાના કેટલાક ઓર્ડર્સ દ્વારા તીવ્રપણે બદલાય છે - તે MΩ ના પ્રારંભિક દસથી ઓહ્મના એકમો સુધી ઘટે છે. અને વધુ લાગુ વોલ્ટેજ વધે છે, વેરિસ્ટરનો પ્રતિકાર ઓછો અને ઓછો થતો જાય છે. આ ગુણધર્મ વેરિસ્ટરને આધુનિક ઉછાળા સુરક્ષા ઉપકરણોનું મુખ્ય બનાવે છે.

સંરક્ષિત લોડ સાથે સમાંતર રીતે જોડાયેલ, વેરિસ્ટર વિક્ષેપ પ્રવાહને શોષી લે છે અને તેને ગરમી તરીકે વિખેરી નાખે છે. અને આ ઘટનાના અંતે, જ્યારે લાગુ વોલ્ટેજ ઘટે છે અને થ્રેશોલ્ડની ઉપર પાછો આવે છે, ત્યારે વેરિસ્ટર તેના પ્રારંભિક પ્રતિકારને પુનઃસ્થાપિત કરે છે અને ફરીથી રક્ષણાત્મક કાર્ય કરવા માટે તૈયાર છે.

આપણે કહી શકીએ કે વેરિસ્ટર એ ગેસ સ્પાર્ક ગેપનું સેમિકન્ડક્ટર એનાલોગ છે, ફક્ત વેરિસ્ટરમાં, ગેસ સ્પાર્કથી વિપરીત, પ્રારંભિક ઉચ્ચ પ્રતિકાર ઝડપથી પુનઃસ્થાપિત થાય છે, વ્યવહારીક રીતે કોઈ જડતા નથી, અને નોમિનલ વોલ્ટેજની શ્રેણી 6 થી શરૂ થાય છે અને 1000 અને વધુ વોલ્ટ સુધી પહોંચે છે.

આ કારણોસર, વેરિસ્ટર્સનો વ્યાપકપણે રક્ષણાત્મક સર્કિટ્સમાં ઉપયોગ થાય છે. સેમિકન્ડક્ટર સ્વીચો, પ્રેરક તત્વો (સ્પાર્ક ઓલવવા માટે), તેમજ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના ઇનપુટ સર્કિટના ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક સંરક્ષણના સ્વતંત્ર તત્વોવાળા સર્કિટમાં.

વેરિસ્ટર બનાવવાની પ્રક્રિયામાં લગભગ 1700 ° સે તાપમાને બાઈન્ડર વડે પાવડર સેમિકન્ડક્ટરને સિન્ટરિંગનો સમાવેશ થાય છે. અહીં ઝિંક ઑકસાઈડ અથવા સિલિકોન કાર્બાઈડ જેવા સેમિકન્ડક્ટરનો ઉપયોગ થાય છે. બાઈન્ડર પાણીનો ગ્લાસ, માટી, વાર્નિશ અથવા રેઝિન હોઈ શકે છે. સિન્ટરિંગ દ્વારા મેળવેલા ડિસ્ક-આકારના તત્વ પર, મેટાલાઇઝેશન દ્વારા ઇલેક્ટ્રોડ્સ લાગુ કરવામાં આવે છે જેમાં ઘટકના એસેમ્બલી વાયરને સોલ્ડર કરવામાં આવે છે.

પરંપરાગત ડિસ્ક ફોર્મ ઉપરાંત, વેરિસ્ટર્સ સળિયા, માળા અને ફિલ્મોના સ્વરૂપમાં મળી શકે છે. એડજસ્ટેબલ વેરિસ્ટર્સ એક જંગમ સંપર્ક સાથે સળિયાના સ્વરૂપમાં બનાવવામાં આવે છે. વિવિધ બોન્ડ્સ સાથે સિલિકોન કાર્બાઇડ પર આધારિત વેરિસ્ટર્સના ઉત્પાદનમાં વપરાતી પરંપરાગત સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી: થાઇરાઇટ, વિલાઇટ, લેથિન, સિલાઇટ.

વેરિસ્ટરની કામગીરીનો આંતરિક સિદ્ધાંત એ છે કે બોન્ડિંગ માસની અંદર નાના સેમિકન્ડક્ટર સ્ફટિકોની કિનારીઓ એકબીજાના સંપર્કમાં હોય છે, વાહક સર્કિટ બનાવે છે. જ્યારે ચોક્કસ તીવ્રતાનો પ્રવાહ તેમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે સ્ફટિકોનું સ્થાનિક ઓવરહિટીંગ થાય છે અને સર્કિટનો પ્રતિકાર ઘટે છે. આ ઘટના વેરિસ્ટરની સીવીસી બિનરેખીયતાને સમજાવે છે.

rms રિસ્પોન્સ વોલ્ટેજ સાથે વેરિસ્ટરના મુખ્ય પરિમાણોમાંનું એક, બિનરેખીયતા ગુણાંક છે, જે ગતિશીલ પ્રતિકારના સ્થિર પ્રતિકારનો ગુણોત્તર સૂચવે છે. ઝિંક ઓક્સાઇડ પર આધારિત વેરિસ્ટર માટે, આ પરિમાણ 20 થી 100 સુધી બદલાય છે. વેરિસ્ટર (TCR) ના પ્રતિકારના તાપમાન ગુણાંક માટે, તે સામાન્ય રીતે નકારાત્મક હોય છે.

વેરિસ્ટર્સ કોમ્પેક્ટ, ભરોસાપાત્ર હોય છે અને ઓપરેટિંગ તાપમાનની વિશાળ શ્રેણીમાં સારું પ્રદર્શન કરે છે. પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ અને SPD માં તમે 5 થી 20 મીમીના વ્યાસવાળા નાના ડિસ્ક વેરિસ્ટર શોધી શકો છો. ઉચ્ચ શક્તિઓને વિખેરી નાખવા માટે, 50, 120 અને વધુ મિલીમીટરના એકંદર પરિમાણવાળા બ્લોક વેરિસ્ટર્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે કાર્યક્ષમતા ગુમાવતા નથી, એક પલ્સમાં કિલોજુલ ઊર્જાનો વિસર્જન કરવા અને તેમના દ્વારા હજારો એમ્પીયરનો પ્રવાહ પસાર કરવામાં સક્ષમ છે.

કોઈપણ વેરિસ્ટરના સૌથી મહત્વપૂર્ણ પરિમાણોમાંનું એક પ્રતિભાવ સમય છે. જો કે વેરિસ્ટરનો લાક્ષણિક સક્રિયકરણ સમય 25 એનએસ કરતા વધુ નથી, અને કેટલાક સર્કિટ્સમાં આ પૂરતું છે, તેમ છતાં, કેટલાક સ્થળોએ, ઉદાહરણ તરીકે, ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ સામે રક્ષણ માટે, ઝડપી પ્રતિસાદની જરૂર છે, 1 એનએસ કરતાં વધુ નહીં.

આ જરૂરિયાતના સંદર્ભમાં, વિશ્વના અગ્રણી વેરિસ્ટર ઉત્પાદકો તેમના પ્રદર્શનને વધારવા માટે તેમના પ્રયત્નોને નિર્દેશિત કરે છે. આ ધ્યેય હાંસલ કરવાની એક રીત એ છે કે મલ્ટિલેયર ઘટકોના ટર્મિનલ્સની લંબાઈ (અનુક્રમે, ઇન્ડક્ટન્સ) ઘટાડવી. આવા CN વેરિસ્ટર્સે સંકલિત સર્કિટના સ્થિર આઉટપુટ સામે રક્ષણમાં પહેલેથી જ યોગ્ય સ્થાન લીધું છે.

ડીસી વેરિસ્ટર રેટિંગ વોલ્ટેજ (1mA) એક શરતી પરિમાણ છે, આ વોલ્ટેજ પર વેરિસ્ટર દ્વારા પ્રવાહ 1mA કરતાં વધુ નથી.રેટેડ વોલ્ટેજ વેરિસ્ટરના માર્કિંગ પર સૂચવવામાં આવે છે.

ACrms એ વેરિસ્ટરનો rms ac વોલ્ટેજ પ્રતિભાવ છે. ડીસી - ડીસી વોલ્ટેજ એક્યુએશન.

વધુમાં, આપેલ વર્તમાન પર મહત્તમ સ્વીકાર્ય વોલ્ટેજ પ્રમાણિત છે, ઉદાહરણ તરીકે V @ 10A. W એ ઘટકનું રેટ કરેલ પાવર ડિસીપેશન છે. J એ એક શોષિત પલ્સની મહત્તમ ઉર્જા છે, જે તે સમય નક્કી કરે છે કે જે દરમિયાન વેરિસ્ટર સારી સ્થિતિમાં રહીને રેટેડ પાવરને વિખેરી નાખવામાં સક્ષમ હશે. Ipp - વેરિસ્ટરનો પીક કરંટ, ઉદય સમય અને શોષિત પલ્સની અવધિ દ્વારા સામાન્ય કરવામાં આવે છે, પલ્સ જેટલી લાંબી હોય છે, તેટલો ઓછો અનુમતિપાત્ર પીક કરંટ (કિલોએમ્પીયરમાં માપવામાં આવે છે).

વધુ પાવર ડિસિપેશન હાંસલ કરવા માટે, વેરિસ્ટર્સના સમાંતર અને શ્રેણી જોડાણની મંજૂરી છે. જ્યારે સમાંતર રીતે જોડાયેલ હોય, ત્યારે પરિમાણોની શક્ય તેટલી નજીક વેરિસ્ટર પસંદ કરવાનું મહત્વપૂર્ણ છે.