ડાયોડના સંચાલનનું ઉપકરણ અને સિદ્ધાંત

ડાયોડ એ સૌથી સરળ સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણ છે જે આજે કોઈપણ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણના પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ પર મળી શકે છે. આંતરિક માળખું અને તકનીકી લાક્ષણિકતાઓના આધારે, ડાયોડને ઘણા પ્રકારોમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે: સાર્વત્રિક, રેક્ટિફાયર, પલ્સ, ઝેનર ડાયોડ્સ, ટનલ ડાયોડ્સ અને વેરિકેપ્સ. તેનો ઉપયોગ સુધારણા, વોલ્ટેજ મર્યાદા, શોધ, મોડ્યુલેશન વગેરે માટે થાય છે. - ઉપકરણના હેતુ પર આધાર રાખીને જેમાં તેઓ ઉપયોગમાં લેવાય છે.

ડાયોડનો આધાર છે p-n-જંકશનબે અલગ-અલગ પ્રકારની વાહકતા સાથે સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીઓ દ્વારા રચાય છે. કેથોડ (નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ) અને એનોડ (પોઝિટિવ ઇલેક્ટ્રોડ) નામના ડાયોડ ક્રિસ્ટલ સાથે બે વાયર જોડાયેલા છે. એનોડ બાજુ પર પી-ટાઈપ સેમિકન્ડક્ટર ક્ષેત્ર અને કેથોડ બાજુ પર એન-ટાઈપ સેમિકન્ડક્ટર પ્રદેશ છે. આ ડાયોડ ઉપકરણ તેને એક અનન્ય ગુણધર્મ આપે છે - વર્તમાન એનોડથી કેથોડ સુધી માત્ર એક (આગળ) દિશામાં વહે છે. તેનાથી વિપરીત, સામાન્ય રીતે કાર્યરત ડાયોડ વર્તમાનનું સંચાલન કરતું નથી.

એનોડ પ્રદેશમાં (પી-ટાઈપ) મુખ્ય ચાર્જ કેરિયર્સ પોઝિટિવ ચાર્જ્ડ હોલ્સ છે અને કેથોડ રિજનમાં (એન-ટાઈપ) નેગેટિવ ચાર્જ્ડ ઈલેક્ટ્રોન છે. ડાયોડ લીડ્સ સંપર્ક મેટલ સપાટીઓ છે જેના પર વાયરને સોલ્ડર કરવામાં આવે છે.

જ્યારે ડાયોડ ફોરવર્ડ દિશામાં પ્રવાહનું સંચાલન કરે છે, તેનો અર્થ એ છે કે તે ખુલ્લી સ્થિતિમાં છે. જો વર્તમાન પી-એન-જંકશનમાંથી પસાર થતો નથી, તો ડાયોડ બંધ થાય છે. આમ, ડાયોડ બેમાંથી એક સ્થિર સ્થિતિમાં હોઈ શકે છે: ખુલ્લું અથવા બંધ.

ડીસી વોલ્ટેજ સ્ત્રોત સર્કિટમાં ડાયોડને, એનોડને હકારાત્મક ટર્મિનલ અને કેથોડને નકારાત્મક ટર્મિનલ સાથે જોડીને, અમે pn-જંકશનનો આગળનો પૂર્વગ્રહ મેળવીએ છીએ. અને જો સ્રોત વોલ્ટેજ પર્યાપ્ત હોવાનું બહાર આવે છે (સિલિકોન ડાયોડ માટે 0.7 વોલ્ટ પૂરતા છે), તો પછી ડાયોડ ખુલશે અને વર્તમાનનું સંચાલન કરવાનું શરૂ કરશે. આ પ્રવાહની તીવ્રતા લાગુ કરેલ વોલ્ટેજની તીવ્રતા અને ડાયોડના આંતરિક પ્રતિકાર પર નિર્ભર રહેશે.

ડાયોડ વાહક સ્થિતિમાં કેમ ગયો? કારણ કે ડાયોડના યોગ્ય સ્વિચિંગ સાથે, સ્ત્રોતના EMF ની ક્રિયા હેઠળ, n-પ્રદેશમાંથી ઇલેક્ટ્રોન તેના હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ તરફ, p-પ્રદેશમાંથી છિદ્રો તરફ ધસી જાય છે, જે હવે નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ તરફ જાય છે. સ્ત્રોતમાંથી, ઇલેક્ટ્રોન માટે.

પ્રદેશોની સરહદ પર (p-n-જંકશન પર જ) આ સમયે ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રોનું પુનઃસંયોજન છે, તેમનું પરસ્પર શોષણ. અને સ્ત્રોતને p-n જંકશન પ્રદેશમાં સતત નવા ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રો સપ્લાય કરવાની ફરજ પાડવામાં આવે છે, તેમની સાંદ્રતામાં વધારો થાય છે.

પરંતુ જો કેથોડને સ્ત્રોતના હકારાત્મક ટર્મિનલ અને એનોડને નકારાત્મક ટર્મિનલ સાથે, ડાયોડ ઉલટાવી દેવામાં આવે તો શું? છિદ્રો અને ઇલેક્ટ્રોન અલગ-અલગ દિશામાં-ટર્મિનલ્સ તરફ-જંકશનથી વિખેરાય છે, અને ચાર્જ કેરિયર્સથી ક્ષીણ થયેલો પ્રદેશ-એક સંભવિત અવરોધ-જંકશનની નજીક દેખાય છે. મોટા ભાગના ચાર્જ કેરિયર્સ (ઈલેક્ટ્રોન અને હોલ્સ)ને કારણે થતો વર્તમાન ખાલી થશે નહીં.

પરંતુ ડાયોડ ક્રિસ્ટલ સંપૂર્ણ નથી; મુખ્ય ચાર્જ કેરિયર્સ ઉપરાંત, તેમાં નાના ચાર્જ કેરિયર્સ પણ છે જે માઇક્રોએમ્પીયરમાં માપવામાં આવતા ખૂબ જ નજીવા ડાયોડ રિવર્સ કરંટ બનાવશે. પરંતુ આ સ્થિતિમાં ડાયોડ બંધ છે કારણ કે તેનું p-n જંકશન વિપરીત પક્ષપાતી છે.

જે વોલ્ટેજ પર ડાયોડ બંધ સ્થિતિમાંથી ખુલ્લી સ્થિતિમાં સ્વિચ કરે છે તેને ડાયોડ ફોરવર્ડ વોલ્ટેજ કહેવાય છે (જુઓ — ડાયોડના મૂળભૂત પરિમાણો), જે અનિવાર્યપણે p-n જંકશનમાં વોલ્ટેજ ડ્રોપ છે. ફોરવર્ડ કરંટ માટે ડાયોડનો પ્રતિકાર સ્થિર નથી, તે ડાયોડ દ્વારા પ્રવાહની તીવ્રતા પર આધાર રાખે છે અને કેટલાક ઓહ્મના ક્રમમાં છે. રિવર્સ પોલેરિટી વોલ્ટેજ કે જેના પર ડાયોડ બંધ થાય છે તેને ડાયોડ રિવર્સ વોલ્ટેજ કહેવાય છે. આ સ્થિતિમાં ડાયોડનો વિપરીત પ્રતિકાર હજારો ઓહ્મમાં માપવામાં આવે છે.

દેખીતી રીતે, ડાયોડ ખુલ્લી સ્થિતિમાંથી બંધ સ્થિતિમાં સ્વિચ કરી શકે છે અને જ્યારે તેના પર લાગુ વોલ્ટેજની ધ્રુવીયતા બદલાય છે ત્યારે તેનાથી વિપરીત થઈ શકે છે. રેક્ટિફાયરનું સંચાલન ડાયોડની આ મિલકત પર આધારિત છે. તેથી એક sinusoidal AC સર્કિટમાં, ડાયોડ માત્ર હકારાત્મક અર્ધ-તરંગ દરમિયાન પ્રવાહનું સંચાલન કરશે અને નકારાત્મક હાફ-વેવ દરમિયાન અવરોધિત થશે.

આ વિષય પર પણ જુઓ:પલ્સ ડાયોડ અને રેક્ટિફાયર વચ્ચે શું તફાવત છે