ডায়োডের অপারেশনের ডিভাইস এবং নীতি
একটি ডায়োড হল সবচেয়ে সহজ সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস যা আজ যেকোনো ইলেকট্রনিক ডিভাইসের মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডে পাওয়া যায়। অভ্যন্তরীণ গঠন এবং প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে, ডায়োডগুলিকে বিভিন্ন প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়: সর্বজনীন, সংশোধনকারী, পালস, জেনার ডায়োড, টানেল ডায়োড এবং ভ্যারিক্যাপস। এগুলি সংশোধন, ভোল্টেজ সীমিতকরণ, সনাক্তকরণ, মডুলেশন ইত্যাদির জন্য ব্যবহৃত হয়। — যে ডিভাইসে তারা ব্যবহার করা হয় তার উদ্দেশ্যের উপর নির্ভর করে।
ডায়োডের ভিত্তি হল p-n-জংশনদুটি ভিন্ন ধরনের পরিবাহিতা সহ অর্ধপরিবাহী পদার্থ দ্বারা গঠিত। ক্যাথোড (নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড) এবং অ্যানোড (ধনাত্মক ইলেক্ট্রোড) নামক ডায়োড ক্রিস্টালের সাথে দুটি তার সংযুক্ত থাকে। অ্যানোডের পাশে একটি পি-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর অঞ্চল এবং ক্যাথোড পাশে একটি এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর অঞ্চল রয়েছে। এই ডায়োড ডিভাইসটি এটিকে একটি অনন্য বৈশিষ্ট্য দেয় — তড়িৎ প্রবাহ শুধুমাত্র একটি (অগ্রসর) দিকে, অ্যানোড থেকে ক্যাথোডে প্রবাহিত হয়। বিপরীতভাবে, একটি সাধারণত অপারেটিং ডায়োড কারেন্ট পরিচালনা করে না।
অ্যানোড অঞ্চলে (পি-টাইপ) প্রধান চার্জ বাহকগুলি ধনাত্মক চার্জযুক্ত ছিদ্র এবং ক্যাথোড অঞ্চলে (এন-টাইপ) নেতিবাচক চার্জযুক্ত ইলেকট্রন। ডায়োড লিড হল যোগাযোগের ধাতব পৃষ্ঠ যেখানে তারগুলি সোল্ডার করা হয়।
যখন ডায়োডটি সামনের দিকে কারেন্ট সঞ্চালন করে, তখন এর অর্থ হল এটি খোলা অবস্থায় রয়েছে। যদি কারেন্ট p-n-জাংশনের মধ্য দিয়ে না যায়, তাহলে ডায়োড বন্ধ হয়ে যায়। সুতরাং, ডায়োড দুটি স্থিতিশীল অবস্থায় থাকতে পারে: খোলা বা বন্ধ।
ডিসি ভোল্টেজ সোর্স সার্কিটে ডায়োডকে, ধনাত্মক টার্মিনালে অ্যানোড এবং নেতিবাচক টার্মিনালে ক্যাথোডকে সংযুক্ত করার মাধ্যমে, আমরা pn-জংশনের ফরোয়ার্ড বায়াস পাই। এবং যদি উত্স ভোল্টেজটি পর্যাপ্ত হতে দেখা যায় (সিলিকন ডায়োডের জন্য 0.7 ভোল্ট যথেষ্ট), তবে ডায়োডটি খুলবে এবং কারেন্ট পরিচালনা করতে শুরু করবে। এই কারেন্টের মাত্রা নির্ভর করবে প্রয়োগকৃত ভোল্টেজের মাত্রা এবং ডায়োডের অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের উপর।
ডায়োড কেন পরিবাহী অবস্থায় গেল? কারণ ডায়োডের সঠিক স্যুইচিংয়ের সাথে, উৎসের EMF-এর ক্রিয়ায় n-অঞ্চল থেকে ইলেকট্রনগুলি তার ধনাত্মক ইলেক্ট্রোডে, p-অঞ্চল থেকে গর্তগুলিতে ছুটে যায়, যা এখন ঋণাত্মক ইলেক্ট্রোডে চলে যায়। উৎসের, ইলেকট্রনের কাছে।
অঞ্চলগুলির সীমানায় (p-n-জাংশনে নিজেই) এই সময়ে ইলেকট্রন এবং গর্তগুলির একটি পুনর্মিলন রয়েছে, তাদের পারস্পরিক শোষণ। এবং উত্সটি p-n জংশন অঞ্চলে ক্রমাগত নতুন ইলেকট্রন এবং গর্ত সরবরাহ করতে বাধ্য হয়, তাদের ঘনত্ব বৃদ্ধি করে।
কিন্তু যদি ডায়োড বিপরীত হয়, উৎসের ধনাত্মক টার্মিনালে ক্যাথোড এবং ঋণাত্মক টার্মিনালে অ্যানোডের সাথে? ছিদ্র এবং ইলেকট্রনগুলি জংশন থেকে টার্মিনালের দিকে - বিভিন্ন দিকে ছড়িয়ে পড়ে এবং জংশনের কাছে চার্জ বাহকগুলির ক্ষয়প্রাপ্ত একটি অঞ্চল - একটি সম্ভাব্য বাধা - দেখা যায়। বেশিরভাগ চার্জ ক্যারিয়ার (ইলেক্ট্রন এবং গর্ত) দ্বারা সৃষ্ট কারেন্ট কেবল ঘটবে না।
কিন্তু ডায়োড স্ফটিক নিখুঁত নয়; প্রধান চার্জ বাহক ছাড়াও, এতে ছোট চার্জ বাহকও রয়েছে যা মাইক্রোঅ্যাম্পিয়ারে পরিমাপ করা একটি অতি নগণ্য ডায়োড বিপরীত কারেন্ট তৈরি করবে। কিন্তু এই অবস্থায় ডায়োড বন্ধ থাকে কারণ এর p-n জংশন বিপরীত পক্ষপাতী।
যে ভোল্টেজে ডায়োড বন্ধ অবস্থা থেকে খোলা অবস্থায় চলে যায় তাকে ডায়োড ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ বলে (দেখুন— ডায়োডের মৌলিক পরামিতি), যা মূলত p-n জংশন জুড়ে ভোল্টেজ ড্রপ। ফরোয়ার্ড কারেন্টের সাথে ডায়োডের প্রতিরোধ ধ্রুবক নয়, এটি ডায়োডের মাধ্যমে কারেন্টের মাত্রার উপর নির্ভর করে এবং এটি বেশ কয়েকটি ওহমের ক্রম অনুসারে। যে বিপরীত পোলারিটি ভোল্টেজে ডায়োড বন্ধ হয়ে যায় তাকে ডায়োড রিভার্স ভোল্টেজ বলে। এই অবস্থায় ডায়োডের বিপরীত রোধ হাজার হাজার ওহমে পরিমাপ করা হয়।
স্পষ্টতই, একটি ডায়োড একটি খোলা অবস্থা থেকে একটি বন্ধ অবস্থায় যেতে পারে এবং এর বিপরীতে যখন এটিতে প্রয়োগ করা ভোল্টেজের পোলারিটি পরিবর্তিত হয়। রেকটিফায়ারের অপারেশন ডায়োডের এই বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে। তাই একটি সাইনোসয়েডাল এসি সার্কিটে, ডায়োড শুধুমাত্র ধনাত্মক অর্ধ-তরঙ্গের সময় কারেন্ট সঞ্চালন করবে এবং নেতিবাচক অর্ধ-তরঙ্গের সময় ব্লক করা হবে।
এই বিষয়ে আরও দেখুন:পালস ডায়োড এবং রেকটিফায়ারের মধ্যে পার্থক্য কী?