Diodes آج کل الیکٹرانک آلات میں استعمال ہونے والے سب سے زیادہ عام سیمی کنڈکٹر آلات میں سے ایک ہیں۔
وہ بھی سب سے زیادہ غلط فہمیوں میں سے ایک ہیں۔
سب کے بعد، ڈایڈس کو اکثر "ون وے گیٹس" یا "چوری گیٹس" کہا جاتا ہے جب ان کے آپریشن کے بارے میں بات کی جاتی ہے۔
جب ڈائیوڈ کو باہر سے وولٹیج سے کاٹ دیا جاتا ہے تو اس کے اندر موجود الیکٹران اندر پھنس جاتے ہیں اور دوبارہ باہر نہیں نکل سکتے۔
اس طرح، یہ سرکٹ کے اس مخصوص حصے میں بہنے والے کرنٹ کو اندر سے پھنسا دیتا ہے جس سے باہر نکلنے کا کوئی راستہ نہیں ہوتا ہے سوائے مخالف ٹرمینل یا واپسی کے راستے کے (اس طرح نام کو نام سے گزرتا ہے)۔
تاہم، جب ڈایڈس کا ذکر الیکٹرانکس کے ساتھ مل کر کیا جاتا ہے تو وہ مبہم ہوسکتے ہیں۔
اس کی وجہ یہ ہے کہ بہت سے لوگ ان کے بارے میں لکیری آلات کے طور پر سوچتے ہیں—جب حقیقت میں ان کے پاس غیر خطی رویہ ہوتا ہے جو انہیں صرف ایک سادہ آن/آف سوئچ سے کہیں زیادہ ورسٹائل بناتا ہے۔
بالکل اسی طرح جیسے ایک موسیقی کے آلے کے نوٹ بجانے کے علاوہ متعدد استعمال ہوتے ہیں، ایک ڈایڈڈ بجلی کے کرنٹ کو آن اور آف کرنے کے علاوہ بھی بہت سے مقاصد کو پورا کرتا ہے۔
آئیے اس پر ایک نظر ڈالتے ہیں کہ ڈائیوڈ کیسے کام کرتے ہیں تاکہ آپ سمجھ سکیں کہ انہیں کیسے استعمال کیا جا سکتا ہے اور ان کے پاس کون سی منفرد خصوصیات ہیں جو انہیں الیکٹرانک سرکٹری کے ایسے مفید ٹکڑے بناتی ہیں۔
ایک ڈایڈڈ کیا ہے؟
ڈائیوڈس ایک طرفہ برقی شنٹ ہیں۔
ایک ڈایڈڈ ایک الیکٹرانک طور پر کنٹرول شدہ دو طرفہ سوئچ ہے جو کرنٹ کو صرف مخصوص حالات میں ایک سمت میں بہنے دیتا ہے۔
جب کرنٹ ڈائیوڈ کے ذریعے صرف ایک سمت میں بہتا ہے، تو اس کی دو سیمی کنڈکٹر "انگلیاں" آپس میں جڑی ہوئی ہیں۔
جب کرنٹ دوسری طرف بہہ رہا ہو تو دونوں انگلیاں ایک دوسرے سے الگ تھلگ رہتی ہیں اور کوئی کرنٹ نہیں بہتا ہے۔
ڈائیوڈس دو سیمی کنڈکٹنگ مواد سے بنائے جاتے ہیں جو عام طور پر "سینڈوچ" کے انداز میں ترتیب دیے جاتے ہیں تاکہ الیکٹران کو دونوں سمتوں میں بہنے سے روکا جا سکے۔
بعض حالات میں کرنٹ کی ایک چھوٹی سی مقدار اپنی اضافی توانائی کو حرارت کے طور پر ضائع کر سکتی ہے، جس سے الیکٹرانز کو ڈائیوڈ کے ذریعے ایک سمت میں بہنے کے قابل بناتا ہے- چاہے ڈایڈڈ کے پار وولٹیج دوسری طرف لگائے جانے والے وولٹیج سے کہیں زیادہ ہو۔
چونکہ ڈایڈڈ کا فعال علاقہ الیکٹرانوں کو صرف ایک سمت میں بہنے دیتا ہے جبکہ بیرونی خطہ انہیں واپس بہنے سے روکتا ہے، اس لیے اسے یک طرفہ برقی شنٹ کے طور پر بیان کیا جاتا ہے۔
ڈائیوڈس میں مثبت اور منفی ٹرمینلز ہوتے ہیں۔
ایک ڈایڈڈ کے دو سروں پر + اور – کا لیبل لگا ہوا ہے تاکہ یہ ظاہر کیا جا سکے کہ اس میں کوئی اندرونی قطبیت نہیں ہے۔
جب ڈائیوڈ کے سروں پر وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے، تو اسے شارٹ سرکٹ یا "منفی" ٹیسٹنگ کہا جاتا ہے۔
ڈائیوڈ عام پولرائزڈ برقی وائرنگ کی طرح پولرائز نہیں ہوتے ہیں — سرے صرف جانچ کے لیے استعمال ہوتے ہیں اور ڈایڈڈ کا درمیانی حصہ غیر جانبدار ہوتا ہے ("کوئی قطبی نہیں") اور سرکٹ عناصر سے جڑا ہوتا ہے۔
الیکٹرانکس میں، ڈایڈڈ کا مثبت ٹرمینل عام طور پر انوڈ ہوتا ہے اور منفی ٹرمینل کیتھوڈ ہوتا ہے۔
تاہم، کنونشن پتھر میں قائم نہیں کیا گیا ہے.
کچھ سرکٹس میں، منفی ٹرمینل کیتھوڈ ہے اور مثبت ٹرمینل انوڈ ہے۔
مثال کے طور پر، ایک میں ایل ای ڈی سرکٹمنفی ٹرمینل کیتھوڈ ہے، لیکن بیٹری سرکٹ میں، منفی ٹرمینل اینوڈ ہے۔
ڈایڈس کی بہت سی قسمیں ہیں۔
الیکٹرانکس میں استعمال کے لیے بہت سے مختلف قسم کے ڈایڈس دستیاب ہیں۔
زیادہ تر ڈایڈس سیمی کنڈکٹر قسم کے ہوتے ہیں، لیکن یہاں ریکٹیفائر، فوٹوڈیوڈس، اور ٹرانجسٹرز بھی ہوتے ہیں جو ڈایڈس کی طرح کام کرتے ہیں۔
مطلوبہ نتائج حاصل کرنے کے لیے کسی خاص سرکٹ کے لیے مناسب قسم کے ڈائیوڈ کا انتخاب ضروری ہے۔
ڈائیوڈ کی کچھ اہم اقسام میں شامل ہیں: – فاسٹ ریکٹیفائر: یہ ڈائیوڈز بہت تیزی سے بجلی چلاتے ہیں، جس سے ہائی فریکوئنسی ایپلی کیشنز کی اجازت ہوتی ہے۔
- معیاری ریکٹیفائر: یہ ڈایڈس کم تعدد ایپلی کیشنز کی اجازت دیتے ہوئے، زیادہ آہستہ سے بجلی چلاتے ہیں۔
– Schottky Barrier Rectifiers: ان diodes میں ایک بلٹ ان Schottky diode ہوتا ہے جو انہیں پیچھے کی طرف چلنے سے روکتا ہے۔
- فوٹوڈیوڈس: یہ آلات روشنی کو بجلی میں تبدیل کرتے ہیں، جس سے وہ سینسنگ ایپلی کیشنز میں کارآمد ہوتے ہیں۔
ڈائیوڈس میں مختلف وولٹیج کی حدیں، خصوصیات، اور خرابی والی وولٹیج ہوتی ہیں۔
اگرچہ ڈایڈس ایک طرفہ برقی شنٹ رہتے ہیں، ان میں عام طور پر بہت زیادہ بریک ڈاؤن وولٹیج (1 میگا وولٹ سے زیادہ) اور بریک ڈاؤن وولٹیج کی حد (بریک ڈاؤن شروع کرنے کے لیے درکار وولٹیج میں کمی) ہوتی ہے جو انہیں مخصوص قسم کی ایپلی کیشنز کے لیے موزوں بناتی ہے۔
یہ تھریشولڈ پیرامیٹرز استعمال کیے جانے والے ڈایڈڈ کی قسم پر منحصر ہیں اور مختلف قسم کے ڈایڈس بنانے کے لیے تبدیل کیے جا سکتے ہیں۔
مثال کے طور پر، ایک تیز ریکٹیفائر ڈائیوڈ میں تقریباً 0.3 وولٹ کی بریک ڈاؤن وولٹیج کی حد ہوتی ہے۔
اس کا مطلب ہے کہ اگر ڈایڈڈ میں وولٹیج 0.3 وولٹ سے کم ہے، تو ڈایڈڈ کام نہیں کرے گا اور سرکٹ اپنی اصل حالت میں رہے گا۔
اگر سرکٹ زیادہ کرنٹ نکالنے کی کوشش کرتا ہے اور پورے سرکٹ میں وولٹیج بڑھا دیا جاتا ہے، تو ڈائیوڈ کی بریک ڈاؤن وولٹیج کی حد پوری ہو جاتی ہے اور ڈایڈڈ کرنٹ کو مخالف سمت میں چلانا شروع کر دیتا ہے۔
ڈائیوڈس کو لکیری یا نان لائنر ایپلی کیشنز میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔
ڈایڈس کی ایک انوکھی خصوصیت یہ ہے کہ انہیں لکیری یا نان لائنر ایپلی کیشنز میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔
جب لکیری ایپلی کیشنز میں استعمال کیا جاتا ہے تو، ڈایڈڈ ایک سوئچ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے.
دوسرے لفظوں میں، یہ سرکٹ پر لگنے والے وولٹیج کے لحاظ سے ایک سمت میں کرنٹ چلاتا ہے۔
جب کسی سرکٹ میں وولٹیج لگائی جاتی ہے تو الیکٹران ڈائیوڈ کے ذریعے بہنا شروع ہو جاتے ہیں اور سرکٹ کو طاقت ملتی ہے۔
ڈایڈڈ کو "ایک طرفہ سوئچ" کے طور پر سوچا جا سکتا ہے۔
جب سرکٹ چلتا ہے، تو ڈایڈڈ کرنٹ چلاتا ہے، سرکٹ کو آن کرتا ہے۔
جب پورے سرکٹ میں کوئی وولٹیج نہیں لگائی جاتی ہے، تو ڈایڈڈ کام نہیں کرتا، اور سرکٹ بند ہوجاتا ہے۔
غیر خطی ایپلی کیشنز میں، ڈایڈڈ کا استعمال سگنل کے طول و عرض یا طاقت کو بڑھانے یا بڑھانے کے لیے کیا جاتا ہے۔
مثال کے طور پر، اگر کوئی سرکٹ کسی چیز کو کنٹرول کرنے کے لیے کم فریکوئنسی سگنل کا استعمال کرتا ہے (جیسے موٹر کو آن یا آف کرنا)، تو سرکٹ خود سگنل کے ذریعے بند ہو سکتا ہے۔
لیکن اگر سگنل کافی زیادہ ہے (جیسے ریڈیو سٹیشن سے ٹیلی فون کی ڈائل ٹون یا میوزک)، ڈائیوڈ کو سرکٹ پاور کو بڑھانے اور آن کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، جس سے اسے زیادہ فریکوئنسی سگنل کے ذریعے کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔
ہائی وولٹیج ڈائیوڈس کیسے کام کرتے ہیں؟
جب ایک ہائی وولٹیج کا اطلاق a پر ہوتا ہے۔ ڈایڈڈ، یہ عمل کرنے کے لئے شروع ہوتا ہے.
تاہم، چونکہ وولٹیج بہت زیادہ ہے، اس لیے ڈائیوڈ کے اندر پھنسے ہوئے الیکٹران اپنی توانائی کو اتنی مقدار میں نہیں چھوڑ سکتے کہ وہ اپنی قید سے آزاد ہو جائیں۔
نتیجے کے طور پر، ڈایڈڈ تھوڑا سا کام کرتا ہے، لیکن سرکٹ کو طاقت دینے کے لئے کافی نہیں ہے.
جب ٹرانزسٹروں کے جوڑے کے دروازوں پر کم وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے جو ایک سرکٹ (جسے سیڑھی کا سرکٹ کہا جاتا ہے) پر لگنے والے وولٹیج کو کنٹرول کرتا ہے، تو سگنل کو غیر منظم طریقے سے گزرنے دیا جاتا ہے۔
تاہم، جب سیڑھی کے سرکٹ میں بہت کم وولٹیج ہے اور ڈائیوڈز کافی کرنٹ نہیں چلا رہے ہیں، تو سگنل کے ذریعے جانے کی اجازت نہیں ہے اور سرکٹ بند ہو جاتا ہے۔
یہ سادہ سرکٹس کو طاقت دینے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے اور یہ ترتیب دینے والے، کمپیوٹرز اور ٹائمرز کے لیے مفید ہو سکتا ہے۔
ڈایڈڈ کے لیے وولٹیج کی حد کا حساب کیسے لگائیں۔
فرض کریں کہ آپ ایک ڈائیوڈ کو 12 وولٹ کے پاور سورس سے جوڑتے ہیں اور یہ جاننا چاہتے ہیں کہ آیا یہ کم وولٹیج پر چلائے گا (بجلی فراہم کرے گا)۔
سیمی کنڈکٹر ڈیوائس کے بریک ڈاؤن وولٹیج (VOM) کا حساب لگانے کے لیے مساوات درج ذیل ہے: اس مساوات میں، "VOH" پورے آلے میں وولٹیج ہے جب یہ ٹوٹ جاتا ہے، "VOHSC" ڈائیوڈ کی تھریشولڈ وولٹیج ہے جب یہ چلاتا ہے، "I" ڈایڈڈ کے ذریعے کرنٹ ہے، "E" ڈایڈڈ میں برقی فیلڈ کا وولٹیج ہے اور "n" ڈایڈڈ میں الیکٹرانوں کی تعداد ہے۔
ڈایڈڈ کی وولٹیج کی حد کا تعین کرنے کے لیے، آپ کو ڈایڈڈ کے بریک ڈاؤن وولٹیج کو جاننے کی ضرورت ہے۔
آپ اوپر دی گئی مساوات کا استعمال کرکے اس قدر کو تلاش کرسکتے ہیں۔
ایک عام سیلیکون پی این جنکشن ڈائیوڈ کا بریک ڈاؤن وولٹیج 1.5 وولٹ ہے۔
اس کا مطلب یہ ہے کہ جب ڈایڈڈ میں وولٹیج 1.5 وولٹ ہے، تو ڈایڈڈ ٹوٹ جائے گا اور کرنٹ چلانا شروع کر دے گا۔