आगे और पीछे ध्रुवीकरण

 

आगे और पीछे ध्रुवीकरण

अनपेक्षित डायोड

अलग पी-प्रकार और एन-प्रकार अर्धचालक बहुत उपयोगी नहीं हैं, लेकिन अगर एक क्रिस्टल इस तरह से डोप किया जाता है कि एक आधा टाइप एन और दूसरा आधा प्रकार पी है, तो पीएन जंक्शन में बहुत उपयोगी गुण हैं और उनमें से अन्य "डायोड" बनाएं।

एक सिलिकॉन (Si) क्रिस्टल में पेंटावैलेंट परमाणु एक मुक्त इलेक्ट्रॉन का उत्पादन करता है और इसे सर्कल में संलग्न एक "+" संकेत के रूप में दर्शाया जा सकता है और इसके बगल में एक भरा हुआ डॉट (जो इलेक्ट्रॉन होगा)।

ट्रेंटेंट परमाणु एक सर्कल में संलग्न एक "-" चिन्ह होगा और इसके बगल में एक अधूरा डॉट के साथ (जो एक छेद का प्रतीक होगा)।

फिर एक SC प्रकार n का प्रतिनिधित्व होगा:

और वह SC टाइप p:

पी और एन क्षेत्रों का संघ होगा:

पी-प्रकार और एन-टाइप क्षेत्रों को एक साथ रखकर एक "जंक्शन डायोड" या "पीएन जंक्शन" बनाता है।

डेप्लेक्सियन ज़ोन

पारस्परिक प्रतिकर्षण के साथ, एन तरफ मुक्त इलेक्ट्रॉनों दोनों दिशा में बिखरे हुए हैं। कुछ मुक्त इलेक्ट्रॉन फैलते हैं और जंक्शन को पार करते हैं, जब एक मुक्त इलेक्ट्रॉन p क्षेत्र में प्रवेश करता है तो यह एक अल्पसंख्यक वाहक बन जाता है और इलेक्ट्रॉन एक छेद में गिर जाता है, छिद्र गायब हो जाता है और मुक्त इलेक्ट्रॉन एक वैलेंस इलेक्ट्रॉन बन जाता है। जब एक इलेक्ट्रॉन जंक्शन के माध्यम से फैलता है, तो यह एक ऋणात्मक आवेश के साथ n पर और नकारात्मक चार्ज के साथ, आयनों की एक जोड़ी बनाता है।

धनात्मक और ऋणात्मक आयनों के युग्मों को द्विध्रुव कहा जाता है, द्विध्रुवों के बढ़ने से जंक्शन के पास का क्षेत्र वाहकों से खाली हो जाता है और तथाकथित "डेप्लेक्सियन ज़ोन" बन जाता है।

संभावित बाधा

द्विध्रुवों में धनात्मक और ऋणात्मक आयनों के बीच एक विद्युत क्षेत्र होता है, और जैसे ही मुक्त इलेक्ट्रॉनों की कमी क्षेत्र में प्रवेश करती है, विद्युत क्षेत्र उन्हें n क्षेत्र में लौटाने की कोशिश करता है। प्रत्येक इलेक्ट्रॉन के साथ विद्युत क्षेत्र की तीव्रता बढ़ जाती है जो तब तक पार हो जाती है जब तक यह संतुलन तक नहीं पहुंच जाता।

आयनों के बीच विद्युत क्षेत्र एक संभावित अंतर के बराबर है जिसे "संभावित बैरियर" कहा जाता है, जो 25 isC के लायक है:

• जीओ डायोड के लिए 0.3 वी।
• सी डायोड के लिए 0.7 वी।

ध्रुवीकरण : एक बैटरी रखो।

गैर-ध्रुवीकृत : कोई बैटरी, खुला या खाली सर्किट नहीं।

zce ।: स्पेस चार्ज ज़ोन या डेप्लेक्सियन ज़ोन (W)।

प्रत्यक्ष ध्रुवीकरण

यदि स्रोत का सकारात्मक टर्मिनल सामग्री प्रकार p से जुड़ा है और स्रोत का नकारात्मक टर्मिनल सामग्री प्रकार n से जुड़ा है, तो हम कहेंगे कि हम "प्रत्यक्ष ध्रुवीकरण" में हैं।

आगे के पक्षपाती कनेक्शन में यह फॉर्म होगा:

इस मामले में हमारे पास एक वर्तमान है जो आसानी से प्रसारित होता है, क्योंकि स्रोत मुक्त और खोखले इलेक्ट्रॉनों को जंक्शन की ओर प्रवाह करने के लिए मजबूर करता है। जैसे ही मुक्त इलेक्ट्रॉन जंक्शन की ओर बढ़ते हैं, जंक्शन के दाहिने छोर पर सकारात्मक आयनों का निर्माण होता है जो बाहरी सर्किट से इलेक्ट्रॉनों को क्रिस्टल की ओर आकर्षित करेगा।

इस प्रकार मुक्त इलेक्ट्रॉन स्रोत के नकारात्मक टर्मिनल को छोड़ सकते हैं और क्रिस्टल के दाहिने छोर की ओर प्रवाह कर सकते हैं। हम हमेशा इलेक्ट्रॉन के विपरीत वर्तमान की दिशा में ले जाएंगे।

इलेक्ट्रॉन का क्या होता है: स्रोत के नकारात्मक टर्मिनल को छोड़ने के बाद, यह क्रिस्टल के चरम दाहिने हिस्से में प्रवेश करता है। यह एक मुक्त इलेक्ट्रॉन के रूप में जोन एन से होकर गुजरता है।

जंक्शन पर यह एक छेद के साथ पुनर्संयोजित होता है और एक वैलेंस इलेक्ट्रॉन बन जाता है। यह पी जोन से वैलेंस इलेक्ट्रॉन के रूप में यात्रा करता है। क्रिस्टल के बाएं छोर को छोड़ने के बाद यह स्रोत के सकारात्मक टर्मिनल पर बहता है।

रिवर्स ध्रुवीकरण

डीसी स्रोत की ध्रुवता को उलटा किया जाता है, डायोड को रिवर्स में ध्रुवीकृत किया जाता है, पी पक्ष से जुड़ी बैटरी के नकारात्मक टर्मिनल और एन के लिए सकारात्मक टर्मिनल, इस कनेक्शन को "रिवर्स पोलराइजेशन" कहा जाता है।

निम्नलिखित आंकड़ा एक रिवर्स कनेक्शन दिखाता है:

बैटरी का नकारात्मक टर्मिनल छिद्रों को आकर्षित करता है और सकारात्मक टर्मिनल मुक्त इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करता है, इस प्रकार छेद और मुक्त इलेक्ट्रॉनों जंक्शन और ज़ेस चौड़े से दूर चले जाते हैं ।

ज़ेड की चौड़ाई जितनी अधिक होती है, उतनी ही अधिक संभावित अंतर, घटता ज़ोन बढ़ जाता है जब इसका संभावित अंतर लागू रिवर्स वोल्टेज (V) के बराबर होता है, तो इलेक्ट्रॉनों और छेद जंक्शन से दूर जाना बंद कर देते हैं।

उच्च रिवर्स वोल्टेज लागू किया जाता है, अधिक से अधिक ज़ेड

रिवर्स ध्रुवीकरण में एक छोटा सा प्रवाह होता है, क्योंकि थर्मल ऊर्जा लगातार इलेक्ट्रॉन-छेद जोड़े बनाती है, जिससे यह दोनों तरफ अल्पसंख्यक वाहकों की छोटी सांद्रता का पता लगाता है, उनमें से अधिकांश बहुमत के साथ पुनर्संयोजन करते हैं, लेकिन जोश में लंबे समय तक रह सकते हैं जंक्शन पार करें और इसलिए हमारे पास एक छोटी सी धारा है।

डेप्लेक्सियन ज़ोन इलेक्ट्रॉनों को दाएं और छेद को बाईं ओर धकेलता है, इस प्रकार एक "रिवर्स सैचुरेशन करंट" (I S ) बनाता है जो तापमान पर निर्भर करता है।

इसके अलावा एक और धारा है "क्रिस्टल रिसाव स्ट्रीम" जो इसकी आंतरिक संरचना में क्रिस्टल और खामियों में अशुद्धियों के कारण होती है। यह करंट बैटरी वोल्टेज (V या V P ) पर निर्भर करता है ।

तब रिवर्स करंट (I या I R ) इन दो धाराओं का योग होगा:

रिवर्स बायस्ड डायोड में करंट

रिवर्स ध्रुवीकरण में चालन अधिक कठिन होता है, क्योंकि मुक्त इलेक्ट्रॉन को झपकी के एक बड़े संभावित अवरोध पर चढ़ना पड़ता है क्योंकि W का मान अधिक होता है। तब मुक्त या खोखले इलेक्ट्रॉनों का कोई प्रवाह नहीं होता है।

इस स्थिति में हमें इलेक्ट्रॉन-होल जोड़े की थर्मल पीढ़ी को ध्यान में रखना होगा। कुछ इलेक्ट्रॉनों से उत्पन्न होने वाली ऊष्मा ऊर्जा को खो देती है और समतल हो जाती है, यह "रिवर्स सैचुरेशन करंट" (I S ) है जो बहुत छोटा है।

उस करंट का एक अर्थ होता है, आप हमेशा करंट को पैन से लेते हैं। इसलिए यह इस मामले में नकारात्मक होगा।

इस करंट के अलावा हमारे पास लीकेज के कारण एक और करंट है, जिसे "लीकेज करंट" (I f ) कहा जाता है ।

उस मूल्य तक पहुँचने से पहले एक घटना भी घटित होती है, I S के मान के स्थापित होने से पहले ।

जबकि प्रारंभिक तात्कालिक और अंतिम संतुलन के बीच छेद और इलेक्ट्रॉन बाहर आ रहे हैं, मध्यवर्ती उदाहरण हैं। एक क्षणिक बनाया जाता है जिसके दौरान कुछ ही समय में "क्षणिक प्रवाह" होता है।

मैं क्षणभंगुर एक बहुत बड़ा मूल्य हो सकता है।

मैं क्षणिक = - बड़ा

लेकिन यह बहुत कम, कुछ नैनोसेकंड तक रहता है। इसकी अवधि मेष के प्रतिरोध और क्षमता पर निर्भर करती है, इस प्रकार हमारे पास "टाइम कॉन्स्टेंट" है:

इस बार निरंतर परिभाषित करता है कि मेष कितना तेज या धीमा है। यह छोटा होना चाहिए। यह आमतौर पर दसियों नैनोसेकंड के क्रम पर होता है।

यदि डीसी बैटरी लगाने के बजाय, हम डायोड को एक वैकल्पिक तरंग से जोड़ते हैं:

साइन वेव होने से, वोल्टेज का मूल्य लगातार अलग-अलग होता है, यह एक वैरिएबल बैटरी की तरह होता है, इसलिए यह हमेशा उसी वजह से देरी से चलेगा। इसलिए, उस साइन लहर की आवृत्ति महत्वपूर्ण है, उदाहरण के लिए 10 एमएच की आवृत्ति के लिए:

 (दसियों nsec) T के संबंध में छोटा होना चाहिए। इसलिए 10MHz से कम या उसके बराबर आवृत्तियों के लिए सर्किट बहुत अच्छा काम करेगा।

मेष लहर की आवृत्ति के संबंध में मेष पर्याप्त तेज होना चाहिए।

हमारे पास यह है कि I f (रिसाव के कारण तीव्रता) वोल्टेज के लिए आनुपातिक है, जबकि I S तापमान पर निर्भर करता है (I S प्रत्येक के लिए 7% बढ़ जाता है)।