ഇന്ന് ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഏറ്റവും സാധാരണമായ അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങളിൽ ഒന്നാണ് ഡയോഡുകൾ.
അവരും തെറ്റിദ്ധരിക്കപ്പെട്ടവരിൽ ഒരാളാണ്.
എല്ലാത്തിനുമുപരി, ഡയോഡുകൾ അവയുടെ പ്രവർത്തനത്തെക്കുറിച്ച് സംസാരിക്കുമ്പോൾ പലപ്പോഴും "വൺ-വേ ഗേറ്റുകൾ" അല്ലെങ്കിൽ "സ്റ്റൽ ഗേറ്റുകൾ" എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു.
ഒരു ഡയോഡ് ബാഹ്യ വോൾട്ടേജിൽ നിന്ന് ഛേദിക്കപ്പെടുമ്പോൾ, അതിനുള്ളിലെ ഇലക്ട്രോണുകൾ ഉള്ളിൽ കുടുങ്ങിപ്പോകുകയും വീണ്ടും രക്ഷപ്പെടാൻ കഴിയില്ല.
അതുപോലെ, ഇത് എതിർ ടെർമിനൽ അല്ലെങ്കിൽ റിട്ടേൺ പാത്ത് (അങ്ങനെ പേര് ബൈ-പാസ് ചെയ്യുന്നു) വഴി പുറത്തേക്ക് വഴിയില്ലാതെ സർക്യൂട്ടിന്റെ പ്രത്യേക ഭാഗത്തിലൂടെ ഒഴുകുന്ന വൈദ്യുതധാരയെ കുടുക്കുന്നു.
എന്നിരുന്നാലും, ഇലക്ട്രോണിക്സുമായി സംയോജിച്ച് ഡയോഡുകൾ പരാമർശിക്കുമ്പോൾ അവ ആശയക്കുഴപ്പമുണ്ടാക്കാം.
കാരണം, പലരും അവയെ ലീനിയർ ഉപകരണങ്ങളായി കരുതുന്നു-വാസ്തവത്തിൽ അവയ്ക്ക് രേഖീയമല്ലാത്ത പെരുമാറ്റം ഉണ്ടായിരിക്കുമ്പോൾ, ലളിതമായ ഓൺ/ഓഫ് സ്വിച്ച് എന്നതിലുപരി അവയെ കൂടുതൽ വൈവിധ്യമാർന്നതാക്കുന്നു.
ഒരു സംഗീതോപകരണത്തിന് നോട്ടുകൾ പ്ലേ ചെയ്യുന്നതിനപ്പുറം ഒന്നിലധികം ഉപയോഗങ്ങൾ ഉള്ളത് പോലെ, വൈദ്യുത പ്രവാഹം ഓണാക്കുന്നതിനും ഓഫാക്കുന്നതിനുമപ്പുറം ഒരു ഡയോഡ് നിരവധി ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്നു.
ഡയോഡുകൾ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്ന് നമുക്ക് നോക്കാം, അതിലൂടെ അവ എങ്ങനെ ഉപയോഗിക്കാമെന്നും അവയ്ക്ക് എന്ത് അദ്വിതീയ ഗുണങ്ങളുണ്ട്, അവ ഇലക്ട്രോണിക് സർക്യൂട്ടറിയുടെ അത്തരം ഉപയോഗപ്രദമായ ഭാഗങ്ങളാക്കുന്നു.
എന്താണ് ഒരു ഡയോഡ്?
ഡയോഡുകൾ വൺ-വേ ഇലക്ട്രിക്കൽ ഷണ്ടുകളാണ്.
ഒരു ഡയോഡ് ഒരു ഇലക്ട്രോണിക് നിയന്ത്രിത ടൂ-വേ സ്വിച്ചാണ്, അത് ചില വ്യവസ്ഥകളിൽ മാത്രം ഒരു ദിശയിലേക്ക് കറന്റ് ഒഴുകാൻ അനുവദിക്കുന്നു.
ഒരു ഡയോഡിലൂടെ ഒരു ദിശയിൽ മാത്രം കറന്റ് പ്രവഹിക്കുമ്പോൾ, അതിന്റെ രണ്ട് അർദ്ധചാലക "വിരലുകൾ" ഒരുമിച്ച് ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.
കറന്റ് മറ്റൊരു വഴിക്ക് ഒഴുകുമ്പോൾ, രണ്ട് വിരലുകളും പരസ്പരം വേർതിരിക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ കറന്റ് ഒഴുകുന്നില്ല.
രണ്ട് അർദ്ധചാലക വസ്തുക്കളിൽ നിന്നാണ് ഡയോഡുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നത്, അവ സാധാരണയായി രണ്ട് ദിശകളിലേക്കും ഇലക്ട്രോണുകൾ ഒഴുകുന്നത് തടയുന്നതിന് "സാൻഡ്വിച്ച്" രീതിയിൽ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.
ചില വ്യവസ്ഥകളിൽ ഒരു ചെറിയ അളവിലുള്ള വൈദ്യുതധാര അതിന്റെ അധിക ഊർജ്ജത്തെ താപമായി പുറന്തള്ളുന്നു, ഇലക്ട്രോണുകളെ ഒരു ദിശയിലേക്ക് ഡയോഡിലൂടെ ഒഴുകാൻ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു-ഡയോഡിലെ വോൾട്ടേജ് മറുവശത്ത് പ്രയോഗിക്കുന്ന വോൾട്ടേജിനേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണെങ്കിലും.
ഡയോഡിന്റെ സജീവ മേഖല ഇലക്ട്രോണുകളെ ഒരു ദിശയിലേക്ക് മാത്രം ഒഴുകാൻ അനുവദിക്കുന്നതിനാൽ, പുറം പ്രദേശം അവയെ പിന്നിലേക്ക് ഒഴുകുന്നതിൽ നിന്ന് തടയുന്നു, ഇതിനെ ഒരു വൺ-വേ ഇലക്ട്രിക്കൽ ഷണ്ട് എന്ന് വിശേഷിപ്പിക്കുന്നു.
ഡയോഡുകൾക്ക് പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് ടെർമിനലുകൾ ഉണ്ട്
ഒരു ഡയോഡിന്റെ രണ്ട് അറ്റങ്ങൾ അതിന് ആന്തരിക ധ്രുവത ഇല്ലെന്ന് സൂചിപ്പിക്കാൻ + ഒപ്പം – എന്ന് ലേബൽ ചെയ്തിരിക്കുന്നു.
ഒരു ഡയോഡിന്റെ അറ്റത്ത് ഒരു വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഇതിനെ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് അല്ലെങ്കിൽ "നെഗറ്റീവ്" ടെസ്റ്റിംഗ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു.
സാധാരണ ധ്രുവീകരിക്കപ്പെട്ട ഇലക്ട്രിക്കൽ വയറിംഗ് പോലെ ഡയോഡുകൾ ധ്രുവീകരിക്കപ്പെടുന്നില്ല - അറ്റങ്ങൾ ടെസ്റ്റിംഗിനായി മാത്രം ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഡയോഡിന്റെ മധ്യഭാഗം ന്യൂട്രൽ ആണ് ("ധ്രുവത ഇല്ല") കൂടാതെ സർക്യൂട്ട് ഘടകങ്ങളുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.
ഇലക്ട്രോണിക്സിൽ, ഒരു ഡയോഡിന്റെ പോസിറ്റീവ് ടെർമിനൽ സാധാരണയായി ആനോഡും നെഗറ്റീവ് ടെർമിനൽ കാഥോഡുമാണ്.
എന്നിരുന്നാലും, കൺവെൻഷൻ കല്ലിൽ സ്ഥാപിച്ചിട്ടില്ല.
ചില സർക്യൂട്ടുകളിൽ, നെഗറ്റീവ് ടെർമിനൽ കാഥോഡും പോസിറ്റീവ് ടെർമിനൽ ആനോഡുമാണ്.
ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു LED സർക്യൂട്ട്, നെഗറ്റീവ് ടെർമിനൽ കാഥോഡാണ്, എന്നാൽ ബാറ്ററി സർക്യൂട്ടിൽ, നെഗറ്റീവ് ടെർമിനൽ ആനോഡാണ്.
പല തരത്തിലുള്ള ഡയോഡുകൾ ഉണ്ട്
ഇലക്ട്രോണിക്സിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് വിവിധ തരത്തിലുള്ള ഡയോഡുകൾ ലഭ്യമാണ്.
മിക്ക ഡയോഡുകളും അർദ്ധചാലക ഇനത്തിൽപ്പെട്ടവയാണ്, എന്നാൽ ഡയോഡുകൾ പോലെ പ്രവർത്തിക്കുന്ന റക്റ്റിഫയറുകൾ, ഫോട്ടോഡയോഡുകൾ, ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ എന്നിവയുമുണ്ട്.
ആവശ്യമുള്ള ഫലങ്ങൾ ലഭിക്കുന്നതിന് ഒരു പ്രത്യേക സർക്യൂട്ടിനായി ശരിയായ തരം ഡയോഡ് തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത് പ്രധാനമാണ്.
ചില പ്രധാന ഡയോഡ് തരങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു: – ഫാസ്റ്റ് റക്റ്റിഫയറുകൾ: ഈ ഡയോഡുകൾ വളരെ വേഗത്തിൽ വൈദ്യുതി കടത്തിവിടുന്നു, ഇത് ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി ആപ്ലിക്കേഷനുകളെ അനുവദിക്കുന്നു.
- സ്റ്റാൻഡേർഡ് റക്റ്റിഫയറുകൾ: ഈ ഡയോഡുകൾ വൈദ്യുതി കൂടുതൽ സാവധാനത്തിൽ നടത്തുന്നു, ഇത് കുറഞ്ഞ ആവൃത്തിയിലുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകളെ അനുവദിക്കുന്നു.
- ഷോട്ട്കി ബാരിയർ റെക്റ്റിഫയറുകൾ: ഈ ഡയോഡുകൾക്ക് ഒരു ബിൽറ്റ്-ഇൻ ഷോട്ട്കി ഡയോഡ് ഉണ്ട്, അത് പിന്നോട്ട് നടത്തുന്നതിൽ നിന്ന് അവയെ തടയുന്നു.
- ഫോട്ടോഡയോഡുകൾ: ഈ ഉപകരണങ്ങൾ പ്രകാശത്തെ വൈദ്യുതിയാക്കി മാറ്റുന്നു, ഇത് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ സെൻസിംഗ് ചെയ്യുന്നതിന് ഉപയോഗപ്രദമാക്കുന്നു.
ഡയോഡുകൾക്ക് വ്യത്യസ്ത വോൾട്ടേജ് ത്രെഷോൾഡുകൾ, സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ, ബ്രേക്ക്ഡൗൺ വോൾട്ടേജുകൾ എന്നിവയുണ്ട്
ഡയോഡുകൾ വൺ-വേ ഇലക്ട്രിക്കൽ ഷണ്ടുകളായി നിലനിൽക്കുമെങ്കിലും, അവയ്ക്ക് സാധാരണയായി വളരെ ഉയർന്ന ബ്രേക്ക്ഡൗൺ വോൾട്ടേജും (1 മെഗാവോൾട്ടിൽ കൂടുതൽ) ബ്രേക്ക്ഡൗൺ വോൾട്ടേജ് ത്രെഷോൾഡും (ബ്രേക്ക്ഡൗൺ ആരംഭിക്കാൻ ആവശ്യമായ വോൾട്ടേജ് കുറയുന്നു) ചില തരത്തിലുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് അനുയോജ്യമാക്കുന്നു.
ഈ ത്രെഷോൾഡ് പാരാമീറ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഡയോഡിന്റെ തരത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ വിവിധ തരം ഡയോഡുകൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ മാറ്റം വരുത്താനും കഴിയും.
ഉദാഹരണമായി, ഒരു ഫാസ്റ്റ് റക്റ്റിഫയർ ഡയോഡിന് ഏകദേശം 0.3 വോൾട്ട് ബ്രേക്ക്ഡൗൺ വോൾട്ടേജ് ത്രെഷോൾഡ് ഉണ്ട്.
ഇതിനർത്ഥം ഡയോഡിലുടനീളം വോൾട്ടേജ് 0.3 വോൾട്ടിൽ കുറവാണെങ്കിൽ, ഡയോഡ് പ്രവർത്തിക്കില്ല, സർക്യൂട്ട് അതിന്റെ യഥാർത്ഥ അവസ്ഥയിൽ തന്നെ തുടരും.
സർക്യൂട്ട് കൂടുതൽ കറന്റ് വരയ്ക്കാൻ ശ്രമിക്കുകയും സർക്യൂട്ടിലുടനീളം വോൾട്ടേജ് വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്താൽ, ഡയോഡിന്റെ ബ്രേക്ക്ഡൌൺ വോൾട്ടേജ് ത്രെഷോൾഡ് നിറവേറ്റുകയും ഡയോഡ് എതിർദിശയിൽ കറന്റ് നടത്താൻ തുടങ്ങുകയും ചെയ്യുന്നു.
ലീനിയർ അല്ലെങ്കിൽ നോൺലീനിയർ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഡയോഡുകൾ ഉപയോഗിക്കാം
ഡയോഡുകളുടെ ഒരു പ്രത്യേകത, അവ ലീനിയർ അല്ലെങ്കിൽ നോൺലീനിയർ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഉപയോഗിക്കാമെന്നതാണ്.
ലീനിയർ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഡയോഡ് ഒരു സ്വിച്ച് ആയി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ, സർക്യൂട്ടിലേക്ക് പ്രയോഗിക്കുന്ന വോൾട്ടേജിനെ ആശ്രയിച്ച് ഇത് ഒരു ദിശയിൽ കറന്റ് നടത്തുന്നു.
ഒരു സർക്യൂട്ടിൽ ഒരു വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഇലക്ട്രോണുകൾ ഡയോഡിലൂടെ ഒഴുകാൻ തുടങ്ങുകയും സർക്യൂട്ട് പവർ ചെയ്യപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഡയോഡ് ഒരു "വൺ-വേ സ്വിച്ച്" ആയി കണക്കാക്കാം.
സർക്യൂട്ട് പവർ ചെയ്യുമ്പോൾ, ഡയോഡ് കറന്റ് നടത്തുന്നു, സർക്യൂട്ട് ഓണാക്കുന്നു.
സർക്യൂട്ടിലുടനീളം വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിക്കാത്തപ്പോൾ, ഡയോഡ് നടത്തില്ല, കൂടാതെ സർക്യൂട്ട് ഓഫാകും.
നോൺ-ലീനിയർ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ, ഒരു സിഗ്നലിന്റെ വ്യാപ്തി അല്ലെങ്കിൽ ശക്തി വർദ്ധിപ്പിക്കാനോ വർദ്ധിപ്പിക്കാനോ ഡയോഡ് ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ഉദാഹരണത്തിന്, എന്തെങ്കിലും നിയന്ത്രിക്കാൻ ഒരു സർക്യൂട്ട് ലോ-ഫ്രീക്വൻസി സിഗ്നൽ ഉപയോഗിക്കുന്നുവെങ്കിൽ (ഒരു മോട്ടോർ ഓണാക്കുകയോ ഓഫാക്കുകയോ ചെയ്യുന്നത് പോലെ), സിഗ്നൽ വഴി സർക്യൂട്ട് തന്നെ ഓഫാക്കിയേക്കാം.
എന്നാൽ സിഗ്നൽ ആവശ്യത്തിന് ഉയർന്നതാണെങ്കിൽ (ഒരു ടെലിഫോൺ ഡയൽ ടോൺ അല്ലെങ്കിൽ റേഡിയോ സ്റ്റേഷനിൽ നിന്നുള്ള സംഗീതം പോലെ), സർക്യൂട്ട് പവർ വർദ്ധിപ്പിക്കാനും ഓണാക്കാനും ഡയോഡ് ഉപയോഗിക്കാം, ഇത് ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി സിഗ്നൽ ഉപയോഗിച്ച് നിയന്ത്രിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു.
ഹൈ വോൾട്ടേജ് ഡയോഡുകൾ എങ്ങനെയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്?
ഒരു ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ a ഡയോഡ്, അത് നടത്താൻ തുടങ്ങുന്നു.
എന്നിരുന്നാലും, വോൾട്ടേജ് വളരെ കൂടുതലായതിനാൽ, ഡയോഡിനുള്ളിൽ കുടുങ്ങിയ ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് അവയുടെ തടങ്കലിൽ നിന്ന് മോചനം നേടാൻ ആവശ്യമായ അളവിൽ ഊർജ്ജം പുറത്തുവിടാൻ കഴിയില്ല.
തൽഫലമായി, ഡയോഡ് അല്പം നടത്തുന്നു, പക്ഷേ സർക്യൂട്ട് പവർ ചെയ്യാൻ പര്യാപ്തമല്ല.
ഒരു സർക്യൂട്ടിൽ (ലാഡർ സർക്യൂട്ട് എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന) വോൾട്ടേജിനെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന ഒരു ജോടി ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുടെ ഗേറ്റുകളിൽ കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, സിഗ്നൽ അനിയന്ത്രിതമായി കടന്നുപോകാൻ അനുവദിക്കും.
എന്നിരുന്നാലും, ലാഡർ സർക്യൂട്ടിൽ വോൾട്ടേജ് വളരെ കുറവായിരിക്കുകയും ഡയോഡുകൾ മതിയായ കറന്റ് നടത്താതിരിക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ, സിഗ്നൽ അനുവദിക്കില്ല, കൂടാതെ സർക്യൂട്ട് ഓഫാകും.
ഇത് ലളിതമായ സർക്യൂട്ടുകൾ പവർ ചെയ്യാനും സോർട്ടറുകൾക്കും കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്കും ടൈമറുകൾക്കും ഉപയോഗപ്രദമാകും.
ഒരു ഡയോഡിനുള്ള വോൾട്ടേജ് ത്രെഷോൾഡ് എങ്ങനെ കണക്കാക്കാം
നിങ്ങൾ ഒരു 12-വോൾട്ട് പവർ സ്രോതസ്സിലേക്ക് ഒരു ഡയോഡ് ബന്ധിപ്പിക്കുകയും അത് കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജിൽ നടത്തുമോ (പവർ നൽകുകയും ചെയ്യുമോ) എന്ന് അറിയാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്നുവെന്ന് കരുതുക.
ഒരു അർദ്ധചാലക ഉപകരണത്തിന്റെ ബ്രേക്ക്ഡൗൺ വോൾട്ടേജ് (VOM) കണക്കാക്കുന്നതിനുള്ള സമവാക്യം ഇപ്രകാരമാണ്: ഈ സമവാക്യത്തിൽ, "VOH" എന്നത് ഉപകരണം തകരാറിലാകുമ്പോൾ ഉള്ള വോൾട്ടേജാണ്, "VOHSC" എന്നത് ഡയോഡിന്റെ ത്രെഷോൾഡ് വോൾട്ടേജാണ്, "I" എന്നത് ഡയോഡിലൂടെയുള്ള വൈദ്യുതധാരയാണ്, "E" എന്നത് ഡയോഡിലെ വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ വോൾട്ടേജും "n" എന്നത് ഡയോഡിലെ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണവുമാണ്.
ഡയോഡിന്റെ വോൾട്ടേജ് ത്രെഷോൾഡ് നിർണ്ണയിക്കാൻ, നിങ്ങൾ ഡയോഡിന്റെ ബ്രേക്ക്ഡൗൺ വോൾട്ടേജ് അറിയേണ്ടതുണ്ട്.
മുകളിലുള്ള സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് നിങ്ങൾക്ക് ഈ മൂല്യം കണ്ടെത്താനാകും.
ഒരു സാധാരണ സിലിക്കൺ pn ജംഗ്ഷൻ ഡയോഡിന്റെ ബ്രേക്ക്ഡൗൺ വോൾട്ടേജ് 1.5 വോൾട്ട് ആണ്.
ഇതിനർത്ഥം, ഡയോഡിലുടനീളം വോൾട്ടേജ് 1.5 വോൾട്ട് ആയിരിക്കുമ്പോൾ, ഡയോഡ് തകരുകയും കറന്റ് നടത്താൻ തുടങ്ങുകയും ചെയ്യും.