সংশোধনকারী ডায়োড

ডায়োড - একটি পি-এন জংশন সহ একটি দ্বি-ইলেকট্রোড সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস, যার একতরফা বর্তমান পরিবাহী রয়েছে। বিভিন্ন ধরনের ডায়োড রয়েছে—রেকটিফায়ার, পালস, টানেল, রিভার্স, মাইক্রোওয়েভ ডায়োড, সেইসাথে জেনার ডায়োড, ভেরিক্যাপস, ফটোডিওডস, এলইডি এবং আরও অনেক কিছু।

সংশোধনকারী ডায়োড

রেকটিফায়ার ডায়োডের কার্যকারিতা বৈদ্যুতিক p — n জংশনের বৈশিষ্ট্য দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়।

দুটি সেমিকন্ডাক্টরের সীমানার কাছে, একটি স্তর তৈরি হয় যা মোবাইল চার্জ বাহক বর্জিত (পুনঃসংযোগের কারণে) এবং একটি উচ্চ বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের - তথাকথিত ব্লকিং লেয়ার। এই স্তরটি যোগাযোগের সম্ভাব্য পার্থক্য (সম্ভাব্য বাধা) নির্ধারণ করে।

যদি একটি বাহ্যিক ভোল্টেজ p—n জংশনে প্রয়োগ করা হয়, বৈদ্যুতিক স্তরের ক্ষেত্রের বিপরীত দিকে একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করে, তবে এই স্তরটির পুরুত্ব হ্রাস পাবে এবং 0.4 - 0.6 V ভোল্টেজে ব্লকিং স্তরটি হবে। অদৃশ্য হয়ে যাবে এবং কারেন্ট উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পাবে (এই কারেন্টকে ডাইরেক্ট কারেন্ট বলা হয়)।

যখন বিভিন্ন পোলারিটির একটি বাহ্যিক ভোল্টেজ সংযুক্ত থাকে, তখন ব্লকিং লেয়ার বাড়বে এবং p—n জংশনের রেজিস্ট্যান্স বাড়বে এবং সংখ্যালঘু চার্জ বাহকের চলাচলের কারণে কারেন্ট অপেক্ষাকৃত উচ্চ ভোল্টেজেও নগণ্য হবে।

ডায়োডের ফরওয়ার্ড কারেন্ট প্রধান চার্জ বাহক দ্বারা এবং সংখ্যালঘু চার্জ বাহক দ্বারা বিপরীত কারেন্ট তৈরি করা হয়। একটি ডায়োড অ্যানোড থেকে ক্যাথোডের দিকে ধনাত্মক (ফরওয়ার্ড) কারেন্ট পাস করে।

ডুমুরে। 1 প্রচলিত গ্রাফিক উপাধি (UGO) এবং সংশোধনকারী ডায়োডের বৈশিষ্ট্য (তাদের আদর্শ এবং প্রকৃত বর্তমান-ভোল্টেজ বৈশিষ্ট্য) দেখায়। উৎপত্তিস্থলে ডায়োড কারেন্ট-ভোল্টেজ বৈশিষ্ট্য (CVC) এর আপাত বিচ্ছিন্নতা প্লটের প্রথম এবং তৃতীয় চতুর্ভুজের বিভিন্ন কারেন্ট এবং ভোল্টেজ স্কেলের সাথে যুক্ত। দুটি ডায়োড আউটপুট: ইউজিওতে অ্যানোড এ এবং ক্যাথোড কে নির্দিষ্ট করা নেই এবং ব্যাখ্যার জন্য চিত্রটিতে দেখানো হয়েছে।

একটি বাস্তব ডায়োডের বর্তমান-ভোল্টেজ বৈশিষ্ট্য বৈদ্যুতিক ভাঙ্গনের অঞ্চল দেখায়, যখন বিপরীত ভোল্টেজের সামান্য বৃদ্ধির জন্য কারেন্ট তীব্রভাবে বৃদ্ধি পায়।

বৈদ্যুতিক ক্ষতি বিপরীত হয়. কর্মক্ষেত্রে ফিরে আসার সময়, ডায়োড তার বৈশিষ্ট্য হারায় না। যদি বিপরীত কারেন্ট একটি নির্দিষ্ট মান অতিক্রম করে, তাহলে ডিভাইসের ব্যর্থতার সাথে বৈদ্যুতিক ব্যর্থতা অপরিবর্তনীয় তাপীয় হয়ে যাবে।

ভাত। 1. সেমিকন্ডাক্টর রেকটিফায়ার: a — প্রচলিত গ্রাফিকাল উপস্থাপনা, b — আদর্শ বর্তমান-ভোল্টেজ বৈশিষ্ট্য, c — প্রকৃত বর্তমান-ভোল্টেজ বৈশিষ্ট্য

শিল্প প্রধানত জার্মেনিয়াম (Ge) এবং সিলিকন (Si) ডায়োড উত্পাদন করে।

সিলিকন ডায়োডগুলিতে কম বিপরীত স্রোত থাকে, উচ্চ অপারেটিং তাপমাত্রা (150 — 200 ° C বনাম 80 — 100 ° C), উচ্চ বিপরীত ভোল্টেজ এবং বর্তমান ঘনত্ব সহ্য করে (60 — 80 A / cm2 বনাম 20 — 40 A / cm2)। উপরন্তু, সিলিকন একটি সাধারণ উপাদান (জার্মেনিয়াম ডায়োডের বিপরীতে, যা একটি বিরল পৃথিবীর উপাদান)।

জার্মেনিয়াম ডায়োডের সুবিধার মধ্যে রয়েছে একটি কম ভোল্টেজ ড্রপ যখন সরাসরি বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয় (0.3 — 0.6 V বনাম 0.8 — 1.2 V)। তালিকাভুক্ত সেমিকন্ডাক্টর উপকরণ ছাড়াও, গ্যালিয়াম আর্সেনাইড GaAs মাইক্রোওয়েভ সার্কিটে ব্যবহৃত হয়।

উত্পাদন প্রযুক্তি অনুসারে, সেমিকন্ডাক্টর ডায়োডগুলি দুটি শ্রেণিতে বিভক্ত: পয়েন্ট এবং প্ল্যানার।

পয়েন্ট ডায়োডগুলি 0.5 - 1.5 mm2 এর ক্ষেত্রফল সহ একটি n-টাইপ Si বা Ge প্লেট গঠন করে এবং একটি ইস্পাত সুই যোগাযোগ বিন্দুতে একটি p - n জংশন তৈরি করে। ছোট ক্ষেত্রফলের ফলে, জংশনের একটি কম ক্যাপাসিট্যান্স রয়েছে, তাই এই জাতীয় ডায়োড উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিটে কাজ করতে পারে। তবে জংশনের মধ্য দিয়ে কারেন্ট বড় হতে পারে না (সাধারণত 100 mA-এর বেশি নয়)।

একটি প্ল্যানার ডায়োড বিভিন্ন বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা সহ দুটি সংযুক্ত Si বা Ge প্লেট নিয়ে গঠিত। বৃহৎ যোগাযোগ এলাকা একটি বড় জংশন ক্যাপাসিট্যান্স এবং একটি অপেক্ষাকৃত কম অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি ফলাফল, কিন্তু বর্তমান প্রবাহ বড় হতে পারে (6000 A পর্যন্ত)।

রেকটিফায়ার ডায়োডগুলির প্রধান পরামিতিগুলি হল:

• সর্বাধিক অনুমোদিত ফরওয়ার্ড বর্তমান Ipr.max,

• সর্বোচ্চ অনুমোদিত বিপরীত ভোল্টেজ Urev.max,

• সর্বাধিক অনুমোদিত ফ্রিকোয়েন্সি fmax.

প্রথম প্যারামিটার অনুসারে, রেকটিফায়ার ডায়োডগুলিকে ডায়োডে ভাগ করা হয়েছে:

• কম শক্তি, 300 mA পর্যন্ত ধ্রুবক প্রবাহ,

• গড় শক্তি, সরাসরি বর্তমান 300 mA — 10 A,

• উচ্চ শক্তি — শক্তি, সর্বাধিক ফরোয়ার্ড কারেন্ট ক্লাস দ্বারা নির্ধারিত হয় এবং 10, 16, 25, 40 — 1600 A।

পালস ডায়োডগুলি প্রয়োগ করা ভোল্টেজের একটি পালস অক্ষর সহ কম শক্তির সার্কিটে ব্যবহৃত হয়। তাদের জন্য একটি স্বতন্ত্র প্রয়োজনীয়তা হল বন্ধ অবস্থা থেকে খোলা অবস্থায় সংক্ষিপ্ত রূপান্তর সময় এবং এর বিপরীতে (সাধারণ সময় 0.1 - 100 μs)। UGO পালস ডায়োডগুলি রেকটিফায়ার ডায়োডের মতোই।

ডুমুর 2. পালস ডায়োডে ক্ষণস্থায়ী প্রক্রিয়া: a — ভোল্টেজকে সরাসরি থেকে বিপরীত দিকে স্যুইচ করার সময় কারেন্টের নির্ভরতা, b — ভোল্টেজের নির্ভরতা যখন একটি কারেন্ট পালস ডায়োডের মধ্য দিয়ে যায়

পালস ডায়োডের নির্দিষ্ট পরামিতিগুলির মধ্যে রয়েছে:

• পুনরুদ্ধারের সময় Tvosst

• ডায়োড ভোল্টেজ এগিয়ে থেকে বিপরীত দিকে স্যুইচ করার মুহূর্ত এবং যখন বিপরীত কারেন্ট একটি প্রদত্ত মান (চিত্র 2, ক) পর্যন্ত হ্রাস পায় তখন এই মুহুর্তের মধ্যে সময়ের ব্যবধান।

• সেটলিং টাইম টাস্ট হল ডায়োডের মাধ্যমে প্রদত্ত মানের প্রত্যক্ষ কারেন্টের শুরু এবং ডায়োডের ভোল্টেজ স্থির অবস্থায় মানের 1.2-এ পৌঁছানোর মুহুর্তের মধ্যে সময়ের ব্যবধান (চিত্র 2, b),

• সর্বাধিক পুনরুদ্ধার বর্তমান Iobr.imp.max., ডায়োডের মাধ্যমে ভোল্টেজকে সামনে থেকে বিপরীতে স্যুইচ করার পরে বিপরীত কারেন্টের বৃহত্তম মানের সমান (চিত্র 2, ক)।

উল্টানো ডায়োড প্রাপ্ত হয় যখন p- এবং n- অঞ্চলে অমেধ্যের ঘনত্ব প্রচলিত রেকটিফায়ারের চেয়ে বেশি হয়। এই জাতীয় ডায়োডের বিপরীত সংযোগের সময় ফরোয়ার্ড কারেন্টের প্রতিরোধ ক্ষমতা কম থাকে (চিত্র 3) এবং সরাসরি সংযোগের সময় তুলনামূলকভাবে উচ্চ প্রতিরোধ ক্ষমতা থাকে। অতএব, এগুলি একটি ভোল্টের কয়েক দশমাংশের ভোল্টেজ প্রশস্ততা সহ ছোট সংকেতগুলির সংশোধনে ব্যবহৃত হয়।

ভাত। 3. উল্টানো ডায়োডের UGO এবং VAC

ধাতু-অর্ধপরিবাহী রূপান্তর দ্বারা প্রাপ্ত Schottky ডায়োড।এই ক্ষেত্রে, একই সেমিকন্ডাক্টরের উচ্চ-প্রতিরোধের পাতলা এপিটাক্সিয়াল স্তর সহ নিম্ন-প্রতিরোধ এন-সিলিকন (বা সিলিকন কার্বাইড) সাবস্ট্রেটগুলি ব্যবহার করা হয় (চিত্র 4)।

ভাত। 4. UGO এবং Schottky ডায়োডের গঠন: 1 — কম প্রতিরোধের প্রাথমিক সিলিকন স্ফটিক, 2 — উচ্চ প্রতিরোধের সঙ্গে সিলিকনের এপিটাক্সিয়াল স্তর, 3 — স্পেস চার্জ অঞ্চল, 4 — ধাতব যোগাযোগ

এপিটাক্সিয়াল স্তরের পৃষ্ঠে একটি ধাতব ইলেক্ট্রোড প্রয়োগ করা হয়, যা সংশোধন প্রদান করে কিন্তু মূল অঞ্চলে সংখ্যালঘু বাহককে ইনজেক্ট করে না (বেশিরভাগই সোনা)। অতএব, এই ডায়োডগুলিতে বেসে সংখ্যালঘু বাহকগুলির সঞ্চয় এবং রিসোর্পশনের মতো কোনও ধীর প্রক্রিয়া নেই। অতএব, Schottky ডায়োডের জড়তা বেশি নয়। এটি সংশোধনকারী যোগাযোগের বাধা ক্যাপ্যাসিট্যান্সের মান দ্বারা নির্ধারিত হয় (1 - 20 পিএফ)।

উপরন্তু, Schottky ডায়োডের সিরিজ রেজিস্ট্যান্স রেকটিফায়ার ডায়োডের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম কারণ ধাতব স্তরের যেকোনো, এমনকি উচ্চ ডোপড, সেমিকন্ডাক্টরের তুলনায় কম প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। এটি উল্লেখযোগ্য স্রোত (দশ অ্যাম্পিয়ার) সংশোধন করতে Schottky ডায়োড ব্যবহার করার অনুমতি দেয়। এগুলি সাধারণত উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি ভোল্টেজগুলি (কয়েক মেগাহার্টজ পর্যন্ত) সংশোধন করার জন্য সেকেন্ডারি পরিবর্তন করতে ব্যবহৃত হয়।

Potapov L.A.