কিভাবে একটি জেনার ডায়োড কাজ করে

জেনার ডায়োড বা জেনার ডায়োড (সেমিকন্ডাক্টর জেনার ডায়োড) হল একটি বিশেষ ডায়োড যা পিএন জংশনের বিপরীত পক্ষপাতের অবস্থার অধীনে একটি স্থিতিশীল ব্রেকডাউন মোডে কাজ করে। এই ভাঙ্গনটি না হওয়া পর্যন্ত, বন্ধ জেনার ডায়োডের উচ্চ প্রতিরোধের কারণে জেনার ডায়োড, লিকেজ কারেন্টের মধ্য দিয়ে শুধুমাত্র একটি খুব ছোট কারেন্ট প্রবাহিত হয়।

কিন্তু যখন কোনো ত্রুটি দেখা দেয়, তৎক্ষণাৎ কারেন্ট বেড়ে যায় কারণ জেনারের ডিফারেনশিয়াল রেজিস্ট্যান্স এই সময়ে ভগ্নাংশ থেকে শত শত ওহম পর্যন্ত থাকে। এইভাবে, জেনার ডায়োড জুড়ে ভোল্টেজটি বিপরীত স্রোতের অপেক্ষাকৃত বিস্তৃত পরিসরের উপর খুব নিখুঁতভাবে বজায় রাখা হয়।

আমেরিকান পদার্থবিদ ক্লারেন্স মেলভিন জেনার (1905 - 1993) বিজ্ঞানী যিনি প্রথম টানেল ভাঙ্গনের ঘটনাটি আবিষ্কার করেছিলেন তার সম্মানে জেনার ডায়োডকে জেনার ডায়োড (ইংরেজি জেনার ডায়োড থেকে) বলা হয়।

জেনার দ্বারা আবিষ্কৃত পিএন জংশনের বৈদ্যুতিক ভাঙ্গন, টানেলিং প্রভাবের সাথে সম্পর্কিত, একটি পাতলা সম্ভাব্য বাধার মাধ্যমে ইলেক্ট্রন ফুটো হওয়ার ঘটনাকে এখন জেনার প্রভাব বলা হয়, যা আজ সেমিকন্ডাক্টর জেনার ডায়োডে কাজ করে।

প্রভাবের শারীরিক ছবি নিম্নরূপ।p-n জংশনের বিপরীত পক্ষপাতিত্বে, শক্তি ব্যান্ডগুলি ওভারল্যাপ করে এবং ইলেকট্রনগুলি p-অঞ্চলের ভ্যালেন্স ব্যান্ড থেকে n-অঞ্চলের পরিবাহী ব্যান্ডে যেতে পারে, যার কারণে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র, এটি বিনামূল্যে চার্জ বাহকের সংখ্যা বৃদ্ধি করে, এবং বিপরীত কারেন্ট তীব্রভাবে বৃদ্ধি পায়।

সুতরাং, জেনার ডায়োডের মূল উদ্দেশ্য হল ভোল্টেজকে স্থিতিশীল করা। শিল্পটি 1.8 V থেকে 400 V পর্যন্ত স্থিতিশীল ভোল্টেজ সহ অর্ধপরিবাহী জেনার ডায়োড তৈরি করে, উচ্চ, মাঝারি এবং নিম্ন শক্তি, যা সর্বাধিক গ্রহণযোগ্য বিপরীত কারেন্টের মধ্যে পৃথক।

সাধারণ ভোল্টেজ স্টেবিলাইজারগুলি এই ভিত্তিতে তৈরি করা হয়। ডায়াগ্রামে, জেনার ডায়োডগুলি ডায়োড চিহ্নের অনুরূপ একটি চিহ্ন দ্বারা নির্দেশিত হয়, শুধুমাত্র পার্থক্যের সাথে জেনার ডায়োডের ক্যাথোডকে "G" অক্ষর আকারে চিত্রিত করা হয়।

প্রায় 7 V এর স্থিতিশীলতা ভোল্টেজ সহ একটি সুপ্ত সমন্বিত কাঠামো সহ জেনার ডায়োডগুলি হল সবচেয়ে সঠিক এবং স্থিতিশীল সলিড-স্টেট ভোল্টেজ রেফারেন্স উত্স: তাদের সেরা উদাহরণগুলি বৈশিষ্ট্যগতভাবে সাধারণ ওয়েস্টন গ্যালভানিক কোষের (পারদ ক্যাডমিয়াম রেফারেন্স গ্যালভানিক কোষ) এর কাছাকাছি।

উচ্চ-ভোল্টেজ অ্যাভাল্যাঞ্চ ডায়োড ("TVS-ডায়োড" এবং "সাপ্রেসার"), যা ব্যাপকভাবে সমস্ত ধরণের সরঞ্জামের সার্জ সুরক্ষা সার্কিটে ব্যবহৃত হয়, একটি বিশেষ ধরণের জেনার ডায়োডের অন্তর্গত।

আপনি দেখতে পাচ্ছেন, জেনার ডায়োড, প্রচলিত ডায়োডের বিপরীতে, I — V বৈশিষ্ট্যের বিপরীত শাখায় কাজ করে। একটি সাধারণ ডায়োডে, যদি এটিতে একটি বিপরীত ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তবে ব্যর্থতা তিনটি উপায়ের মধ্যে একটিতে ঘটতে পারে (বা একবারে সব): টানেল ভাঙ্গন, তুষারপাতের ভাঙ্গন এবং ফুটো স্রোত থেকে তাপীয় উত্তাপের কারণে ভাঙ্গন।

সিলিকন জেনার ডায়োডগুলির থার্মাল ব্রেকডাউন গুরুত্বপূর্ণ নয় কারণ সেগুলি এমনভাবে ডিজাইন করা হয়েছে যাতে হয় টানেল ভাঙ্গন, তুষারপাতের ভাঙ্গন, বা উভয় ধরণের ভাঙ্গন একই সাথে তাপীয় ভাঙ্গনের প্রবণতার অনেক আগে ঘটে। সিরিজ জেনার ডায়োডগুলি বর্তমানে বেশিরভাগ সিলিকন দিয়ে তৈরি।

5 V এর নিচে ভোল্টেজের ভাঙ্গন জেনার প্রভাবের একটি প্রকাশ, 5 V এর উপরে একটি ভাঙ্গন একটি তুষারপাতের ভাঙ্গনের একটি প্রকাশ। প্রায় 5 V এর একটি মধ্যবর্তী ব্রেকডাউন ভোল্টেজ সাধারণত এই দুটি প্রভাবের সংমিশ্রণের ফলে হয়। জেনার ডায়োডের ভাঙ্গনের মুহূর্তে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি প্রায় 30 এমভি / মি।

জেনার ডায়োড ভাঙ্গন মাঝারিভাবে ডোপড পি-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর এবং ভারী ডোপড এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে ঘটে। জংশন তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে জেনার ডায়োড স্ট্রিপিং হ্রাস পায় এবং তুষারপাতের ভাঙ্গন অবদান বৃদ্ধি পায়।

জেনার ডায়োডগুলির নিম্নলিখিত সাধারণ বৈশিষ্ট্য রয়েছে। Vz - স্থিতিশীলতা ভোল্টেজ। ডকুমেন্টেশন এই প্যারামিটারের জন্য দুটি মান নির্দিষ্ট করে: সর্বাধিক এবং সর্বনিম্ন স্থিতিশীলতা ভোল্টেজ। Iz হল ন্যূনতম স্থিতিশীলতা বর্তমান। Zz হল জেনার ডায়োডের রেজিস্ট্যান্স। Izk এবং Zzk — প্রত্যক্ষ প্রবাহে বর্তমান এবং গতিশীল প্রতিরোধ। Ir এবং Vr হল একটি প্রদত্ত তাপমাত্রায় সর্বাধিক লিকেজ কারেন্ট এবং ভোল্টেজ। Tc হল তাপমাত্রা সহগ। Izrm — জেনার ডায়োডের সর্বাধিক স্থিতিশীলতা বর্তমান।

জেনার ডায়োডগুলি ট্রানজিস্টর স্টেবিলাইজারগুলিতে স্বাধীন স্থিতিশীল উপাদানগুলির পাশাপাশি রেফারেন্স ভোল্টেজের (রেফারেন্স ভোল্টেজ) উত্স হিসাবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

ছোট রেফারেন্স ভোল্টেজ পেতে, জেনার ডায়োডগুলিও সাধারণ ডায়োডের মতো সামনের দিকে সুইচ করা হয়, তারপর একটি জেনার ডায়োডের স্থিতিশীলতা ভোল্টেজ হবে 0.7 - 0.8 ভোল্ট।

একটি জেনার ডায়োডের শরীর দ্বারা সর্বাধিক শক্তি অপচয় করা হয় সাধারণত 0.125 থেকে 1 ওয়াটের মধ্যে। এটি, একটি নিয়ম হিসাবে, আবেগের শব্দের বিরুদ্ধে প্রতিরক্ষামূলক সার্কিটগুলির স্বাভাবিক ক্রিয়াকলাপের জন্য এবং কম-পাওয়ার স্টেবিলাইজারগুলির নির্মাণের জন্য যথেষ্ট।