डायोडहरू आज इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूमा प्रयोग हुने सबैभन्दा सामान्य अर्धचालक उपकरणहरू मध्ये एक हो।
तिनीहरू पनि सबैभन्दा गलत बुझेका मध्ये एक हुन्।
जे भए पनि, डायोडहरूलाई तिनीहरूको सञ्चालनको बारेमा कुरा गर्दा प्रायः "एकतर्फी गेटहरू" वा "चोरी गेटहरू" भनिन्छ।
जब डायोड बाहिरी भोल्टेजबाट काटिन्छ, त्यस भित्रका इलेक्ट्रोनहरू भित्र फसेका हुन्छन् र फेरि बाहिर निस्कन सक्दैनन्।
जस्तै, यो जालले सर्किटको त्यो विशेष भाग मार्फत प्रवाहित विद्युत् प्रवाहलाई विपरित टर्मिनल वा फिर्ता मार्ग बाहेक बाहिर जाने बाटो बिना नै रोक्छ (यसैले नामलाई पास गर्दै नाम)।
यद्यपि, जब डायोडहरू इलेक्ट्रोनिक्ससँग संयोजनमा उल्लेख गरिन्छ तिनीहरू भ्रमित हुन सक्छन्।
यो किनभने धेरै मानिसहरूले तिनीहरूलाई रैखिक यन्त्रहरूका रूपमा सोच्छन्-जब वास्तवमा तिनीहरूसँग गैर-रेखीय व्यवहार हुन्छ जसले तिनीहरूलाई साधारण अन/अफ स्विच भन्दा धेरै बहुमुखी बनाउँछ।
जसरी संगीत वाद्ययन्त्रमा नोटहरू बजाउनुभन्दा धेरै प्रयोगहरू हुन्छन्, त्यसरी नै डायोडले विद्युतीय प्रवाहलाई अन र अफ गर्नेभन्दा पनि धेरै उद्देश्यहरू पूरा गर्दछ।
डायोडहरू कसरी काम गर्छन् भनेर हेरौं ताकि तिनीहरू कसरी प्रयोग गर्न सकिन्छ र तिनीहरूसँग के अनौठो गुणहरू छन् जसले तिनीहरूलाई इलेक्ट्रोनिक सर्किटरीको यस्तो उपयोगी टुक्राहरू बनाउँदछ भनेर बुझ्नुहोस्।
एक डायोड के हो?
डायोडहरू एकतर्फी विद्युतीय शन्टहरू हुन्।
डायोड एक इलेक्ट्रोनिक रूपमा नियन्त्रित दुई-तर्फी स्विच हो जसले करेन्टलाई निश्चित परिस्थितिहरूमा मात्र एक दिशामा प्रवाह गर्न अनुमति दिन्छ।
जब करेन्ट डायोड मार्फत एउटै दिशामा बग्छ, त्यसका दुई अर्धचालक "औँलाहरू" एकसाथ जोडिएका हुन्छन्।
जब करेन्ट अर्को तर्फ बग्छ, दुई औंलाहरू एकअर्काबाट अलग हुन्छन् र कुनै धारा प्रवाह हुँदैन।
डायोडहरू दुई अर्धचालक सामग्रीहरूबाट बनाइएका हुन्छन् जुन सामान्यतया "स्यान्डविच" फेसनमा व्यवस्थित हुन्छन् जसले इलेक्ट्रोनहरूलाई दुबै दिशामा प्रवाह हुनबाट रोक्नको लागि।
केही परिस्थितिहरूमा थोरै मात्रामा वर्तमानले यसको अतिरिक्त ऊर्जालाई तापको रूपमा नष्ट गर्न सक्छ, इलेक्ट्रोनहरूलाई एक दिशामा डायोड मार्फत प्रवाह गर्न सक्षम पार्छ - भले ही डायोडमा भोल्टेज अर्को छेउमा लागू भोल्टेज भन्दा धेरै हो।
किनभने डायोडको सक्रिय क्षेत्रले मात्र इलेक्ट्रोनहरूलाई एक दिशामा प्रवाह गर्न अनुमति दिन्छ जबकि बाहिरी क्षेत्रले तिनीहरूलाई फिर्ता प्रवाह गर्नबाट रोक्छ, यसलाई एकतर्फी विद्युत शन्टको रूपमा वर्णन गरिएको छ।
डायोडहरूमा सकारात्मक र नकारात्मक टर्मिनलहरू छन्
एक डायोडको दुई छेउलाई + र – ले लेबल गरिएको छ यो संकेत गर्नको लागि कि यसमा कुनै आन्तरिक ध्रुवता छैन।
जब डायोडको छेउमा भोल्टेज लागू गरिन्छ, यसलाई सर्ट-सर्किट वा "नकारात्मक" परीक्षण भनिन्छ।
डायोडहरू सामान्य ध्रुवीकृत विद्युतीय तारहरू जस्तै ध्रुवीकृत हुँदैनन् - छेउहरू परीक्षणको लागि मात्र प्रयोग गरिन्छ र डायोडको बीचमा तटस्थ हुन्छ ("नो ध्रुवता") र सर्किट तत्वहरूसँग जोडिएको हुन्छ।
इलेक्ट्रोनिक्समा, डायोडको सकारात्मक टर्मिनल सामान्यतया एनोड र नकारात्मक टर्मिनल क्याथोड हो।
यद्यपि, अधिवेशन ढुङ्गामा सेट गरिएको छैन।
केही सर्किटहरूमा, नकारात्मक टर्मिनल क्याथोड हो र सकारात्मक टर्मिनल एनोड हो।
उदाहरण को लागी, एक मा एलईडी सर्किट, ऋणात्मक टर्मिनल क्याथोड हो, तर ब्याट्री सर्किटमा, नकारात्मक टर्मिनल एनोड हो।
त्यहाँ धेरै प्रकारका डायोडहरू छन्
इलेक्ट्रोनिक्समा प्रयोगको लागि धेरै प्रकारका डायोडहरू उपलब्ध छन्।
धेरै जसो डायोडहरू अर्धचालक विविधताका हुन्छन्, तर त्यहाँ रेक्टिफायरहरू, फोटोडियोडहरू र ट्रान्जिस्टरहरू पनि छन् जुन डायोडहरू जस्तै कार्य गर्दछ।
वांछित परिणामहरू प्राप्त गर्न एक विशेष सर्किटको लागि उपयुक्त प्रकारको डायोड चयन गर्नु महत्त्वपूर्ण छ।
केही महत्त्वपूर्ण डायोड प्रकारहरू समावेश छन्: - फास्ट रेक्टिफायरहरू: यी डायोडहरूले उच्च-फ्रिक्वेन्सी अनुप्रयोगहरूको लागि अनुमति दिँदै धेरै छिटो बिजुली सञ्चालन गर्छन्।
- मानक रेक्टिफायरहरू: यी डायोडहरूले कम-फ्रिक्वेन्सी अनुप्रयोगहरूको लागि अनुमति दिँदै बिजुली अझ बिस्तारै सञ्चालन गर्छन्।
- Schottky Barrier Rectifiers: यी डायोडहरूमा बिल्ट-इन Schottky डायोड छ जसले तिनीहरूलाई पछाडि सञ्चालन गर्नबाट रोक्छ।
- फोटोडियोड्स: यी उपकरणहरूले प्रकाशलाई बिजुलीमा रूपान्तरण गर्दछ, तिनीहरूलाई सेन्सिङ अनुप्रयोगहरूमा उपयोगी बनाउँछ।
डायोडहरूमा विभिन्न भोल्टेज थ्रेसहोल्डहरू, विशेषताहरू, र ब्रेकडाउन भोल्टेजहरू छन्
यद्यपि डायोडहरू एकतर्फी विद्युतीय शन्टहरू रहन्छन्, तिनीहरूसँग सामान्यतया धेरै उच्च ब्रेकडाउन भोल्टेज हुन्छ (१ मेगाभोल्ट भन्दा बढी) र ब्रेकडाउन भोल्टेज थ्रेसहोल्ड (ब्रेकडाउन सुरु गर्न आवश्यक भोल्टेज) जसले तिनीहरूलाई निश्चित प्रकारका अनुप्रयोगहरूको लागि उपयुक्त बनाउँदछ।
यी थ्रेसहोल्ड प्यारामिटरहरू प्रयोग भइरहेको डायोडको प्रकारमा निर्भर हुन्छन् र विभिन्न प्रकारका डायोडहरू सिर्जना गर्न परिवर्तन गर्न सकिन्छ।
उदाहरणको रूपमा, छिटो रेक्टिफायर डायोडसँग लगभग ०.३ भोल्टको ब्रेकडाउन भोल्टेज थ्रेसहोल्ड हुन्छ।
यसको मतलब यो हो कि यदि डायोडमा भोल्टेज ०.३ भोल्ट भन्दा कम छ भने, डायोडले सञ्चालन गर्दैन र सर्किट यसको मूल अवस्थामा रहनेछ।
यदि सर्किटले अधिक प्रवाह तान्न प्रयास गर्छ र सर्किटमा भोल्टेज बढ्यो भने, डायोडको ब्रेकडाउन भोल्टेज थ्रेसहोल्ड पूरा हुन्छ र डायोडले विपरित दिशामा विद्युत प्रवाह गर्न थाल्छ।
डायोडहरू रैखिक वा गैररेखीय अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गर्न सकिन्छ
डायोडहरूको एक अद्वितीय विशेषता भनेको तिनीहरू रेखीय वा गैर-रेखीय अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गर्न सकिन्छ।
रैखिक अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गर्दा, डायोडलाई स्विचको रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
अर्को शब्दमा, यसले सर्किटमा लागू भोल्टेजको आधारमा एक दिशामा विद्युत प्रवाह गर्दछ।
जब सर्किटमा भोल्टेज लागू हुन्छ, इलेक्ट्रोनहरू डायोड मार्फत प्रवाह गर्न थाल्छन् र सर्किट संचालित हुन्छ।
डायोडलाई "एकतर्फी स्विच" को रूपमा सोच्न सकिन्छ।
जब सर्किट संचालित हुन्छ, डायोडले करेन्ट चलाउँछ, सर्किट खोल्छ।
जब सर्किटमा कुनै भोल्टेज लागू हुँदैन, डायोडले सञ्चालन गर्दैन, र सर्किट बन्द हुन्छ।
गैररेखीय अनुप्रयोगहरूमा, डायोडलाई संकेतको आयाम वा बल बढाउन वा बढाउन प्रयोग गरिन्छ।
उदाहरणका लागि, यदि सर्किटले केही नियन्त्रण गर्न कम-फ्रिक्वेन्सी सिग्नल प्रयोग गर्दछ (जस्तै मोटर खोल्ने वा बन्द गर्ने), सर्किट आफैं सिग्नलद्वारा बन्द हुन सक्छ।
तर यदि सिग्नल पर्याप्त उच्च छ (जस्तै रेडियो स्टेशनबाट टेलिफोन डायल टोन वा संगीत), डायोडलाई सर्किट पावरलाई एम्प्लीफाइ गर्न र खोल्न प्रयोग गर्न सकिन्छ, यसलाई उच्च-फ्रिक्वेन्सी सिग्नलद्वारा नियन्त्रण गर्न अनुमति दिईन्छ।
उच्च भोल्टेज डायोडले कसरी काम गर्छ?
जब एक उच्च भोल्टेज भर मा लागू हुन्छ डायोड, सञ्चालन गर्न थाल्छ।
यद्यपि, भोल्टेज धेरै उच्च भएको कारणले, डायोड भित्र फसेका इलेक्ट्रोनहरूले आफ्नो ऊर्जालाई पर्याप्त मात्रामा छोड्न सक्दैनन्।
नतिजाको रूपमा, डायोडले थोरै सञ्चालन गर्दछ, तर सर्किटलाई शक्ति दिन पर्याप्त छैन।
जब एक कम भोल्टेज ट्रान्जिस्टरको एक जोडीको गेटहरूमा लागू गरिन्छ जसले सर्किटमा लागू हुने भोल्टेजलाई नियन्त्रण गर्दछ (जसलाई सीढी सर्किट भनिन्छ), सिग्नललाई अनियमित पार गर्न अनुमति दिइन्छ।
यद्यपि, जब सीढी सर्किटमा धेरै थोरै भोल्टेज हुन्छ र डायोडहरूले पर्याप्त करेन्ट चलाउँदैनन्, सिग्नललाई अनुमति दिइँदैन र सर्किट बन्द हुन्छ।
यो साधारण सर्किटहरू पावर गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ र क्रमबद्ध, कम्प्युटर, र टाइमरहरूको लागि उपयोगी हुन सक्छ।
डायोडको लागि भोल्टेज थ्रेसहोल्ड कसरी गणना गर्ने
मानौं कि तपाईंले 12-भोल्ट पावर स्रोतमा डायोड जडान गर्नुभयो र जान्न चाहनुहुन्छ कि यसले कम भोल्टेजमा सञ्चालन (शक्ति प्रदान गर्दछ) गर्छ।
सेमीकन्डक्टर यन्त्रको ब्रेकडाउन भोल्टेज (VOM) गणना गर्नको लागि समीकरण निम्नानुसार छ: यस समीकरणमा, "VOH" भनेको यन्त्रमा बिग्रिएको भोल्टेज हो, "VOHSC" डायोडको थ्रेसहोल्ड भोल्टेज हो जब यसले सञ्चालन गर्छ, "I" डायोड मार्फत प्रवाह हो, "E" डायोडमा विद्युतीय क्षेत्रको भोल्टेज हो र "n" डायोडमा इलेक्ट्रोनहरूको संख्या हो।
डायोडको भोल्टेज थ्रेसहोल्ड निर्धारण गर्न, तपाईंले डायोडको ब्रेकडाउन भोल्टेज जान्न आवश्यक छ।
तपाईंले माथिको समीकरण प्रयोग गरेर यो मान फेला पार्न सक्नुहुन्छ।
सामान्य सिलिकन pn जंक्शन डायोडको ब्रेकडाउन भोल्टेज १.५ भोल्ट हुन्छ।
यसको मतलब यो हो कि जब डायोड भरि भोल्टेज 1.5 भोल्ट हुन्छ, डायोड बिग्रन्छ र करेन्ट चलाउन थाल्छ।