జెనర్ డయోడ్లు రివర్స్-బయాస్డ్ స్థితిలో పనిచేసే సాధారణ పిఎన్ జంక్షన్ డయోడ్లు. జెనర్ డయోడ్ యొక్క పని పక్షపాత స్థితిని ఫార్వార్డ్ చేయడంలో పిఎన్ జంక్షన్ డయోడ్ మాదిరిగానే ఉంటుంది, అయితే ప్రత్యేకత దాని ప్రవేశ / విచ్ఛిన్న వోల్టేజ్ పైన రివర్స్ బయాస్‌లో అనుసంధానించబడినప్పుడు కూడా నిర్వహించగలదు. వీటిలో ఉన్నాయి ప్రాథమిక రకాల డయోడ్లు సాధారణ డయోడ్లు కాకుండా తరచుగా ఉపయోగిస్తారు.
జెనర్ డయోడ్ వర్కింగ్
రివర్స్ బయాస్ స్థితిలో సెమీకండక్టర్ డయోడ్
మీరు గుర్తుచేసుకోగలిగితే, n- రకం సెమీకండక్టర్ పదార్థంతో p- రకం సెమీకండక్టర్ పదార్థాల కలయిక ద్వారా ఒక సాధారణ PN జంక్షన్ డయోడ్ ఏర్పడుతుంది. సెమీకండక్టర్ క్రిస్టల్ యొక్క ఒక వైపు దాత మలినాలతో మరియు మరొక వైపు అంగీకార మలినాలతో డోప్ చేయబడినప్పుడు, ఒక పిఎన్ జంక్షన్ ఏర్పడుతుంది.
నిష్పాక్షికమైన సెమీకండక్టర్ డయోడ్
సాధారణ పరిస్థితులలో, p వైపు నుండి రంధ్రాలు తక్కువ సాంద్రత ఉన్న ప్రాంతానికి వ్యాప్తి చెందుతాయి మరియు n- వైపు నుండి ఎలక్ట్రాన్ల విషయంలో కూడా అదే జరుగుతుంది.
ఈ విధంగా రంధ్రాలు n- వైపుకు విస్తరిస్తాయి మరియు ఎలక్ట్రాన్లు p- వైపుకు విస్తరిస్తాయి. ఇది జంక్షన్ చుట్టూ ఛార్జీలు పేరుకుపోయి, క్షీణత ప్రాంతంగా ఏర్పడుతుంది.
నిష్పాక్షిక సెమీకండక్టర్ డయోడ్
జంక్షన్ అంతటా విద్యుత్ ధ్రువణత లేదా విద్యుత్ ద్విధ్రువం ఏర్పడుతుంది, దీనివల్ల n వైపు పై నుండి ప్రవాహం ప్రవహిస్తుంది. ఇది ప్రతికూల విద్యుత్ క్షేత్ర తీవ్రతకు దారితీస్తుంది, జంక్షన్ అంతటా విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఈ విద్యుత్ సంభావ్యత వాస్తవానికి డయోడ్ యొక్క థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్ మరియు సిలికాన్ కోసం 0.6 వి మరియు జెర్మేనియంకు 0.2 వి. మెజారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల ప్రవాహానికి ఇది సంభావ్య అవరోధంగా పనిచేస్తుంది మరియు పరికరం నిర్వహించదు.
ఇప్పుడు ఒక సాధారణ డయోడ్ పక్షపాతంతో ఉన్నప్పుడు, ప్రతికూల వోల్టేజ్ n వైపుకు మరియు పాజిటివ్ వోల్టేజ్ p వైపుకు వర్తించబడుతుంది, డయోడ్ ఫార్వర్డ్ బయాసింగ్ స్థితిలో ఉందని అంటారు. ఈ అనువర్తిత వోల్టేజ్ ప్రవేశ వోల్టేజ్ దాటిన తరువాత సంభావ్య అవరోధాన్ని తగ్గిస్తుంది.
ఈ సమయంలో మరియు తరువాత, మెజారిటీ క్యారియర్లు సంభావ్య అవరోధాన్ని దాటుతాయి మరియు పరికరం దాని ద్వారా ప్రవాహ ప్రవాహంతో నిర్వహించడం ప్రారంభిస్తుంది.
డయోడ్ రివర్స్ కండిషన్‌లో పైకి పక్షపాతంతో ఉన్నప్పుడు, అనువర్తిత వోల్టేజ్ అంటే ఇది సంభావ్య అవరోధానికి జోడిస్తుంది మరియు మెజారిటీ క్యారియర్‌ల ప్రవాహానికి ఆటంకం కలిగిస్తుంది. అయినప్పటికీ, ఇది మైనారిటీ క్యారియర్‌ల ప్రవాహాన్ని అనుమతిస్తుంది (ఎన్-టైప్‌లో రంధ్రాలు మరియు పి-టైప్‌లోని ఎలక్ట్రాన్లు). ఈ రివర్స్ బయాస్ వోల్టేజ్ పెరిగేకొద్దీ, రివర్స్ కరెంట్ క్రమంగా పెరుగుతుంది.
ఒక నిర్దిష్ట సమయంలో, ఈ వోల్టేజ్ క్షీణత ప్రాంతం యొక్క విచ్ఛిన్నానికి కారణమవుతుంది, దీని వలన విద్యుత్ ప్రవాహంలో భారీ పెరుగుదల ఏర్పడుతుంది. ఇక్కడే జెనర్ డయోడ్ వర్కింగ్ అమలులోకి వస్తుంది.
జెనర్ డయోడ్ వర్కింగ్ వెనుక సూత్రం
జెనర్ డయోడ్ యొక్క పని వెనుక ఉన్న ప్రాథమిక సూత్రం పైన చెప్పినట్లుగా రివర్స్ బయాస్డ్ స్థితిలో డయోడ్ విచ్ఛిన్నానికి కారణం. సాధారణంగా విచ్ఛిన్నం రెండు రకాలు- జెనర్ మరియు హిమసంపాతం.
జెనర్ డయోడ్ పని వెనుక సూత్రం
జెనర్ బ్రేక్డౌన్
2 నుండి 8V మధ్య రివర్స్ బయాస్ వోల్టేజ్ కోసం ఈ రకమైన విచ్ఛిన్నం జరుగుతుంది. ఈ తక్కువ వోల్టేజ్ వద్ద కూడా, విద్యుత్ క్షేత్ర తీవ్రత అణువు యొక్క వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లపై శక్తిని కలిగించేంత బలంగా ఉంటుంది, అవి కేంద్రకాల నుండి వేరు చేయబడతాయి. ఇది మొబైల్ ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలు ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది, పరికరం అంతటా విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని పెంచుతుంది. ఈ ఫీల్డ్ యొక్క సుమారు విలువ 2 * 10 ^ 7 V / m.
తక్కువ బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ మరియు పెద్ద విద్యుత్ క్షేత్రంతో అధిక మోతాదు కలిగిన డయోడ్ కోసం ఈ రకమైన విచ్ఛిన్నం సాధారణంగా జరుగుతుంది. ఉష్ణోగ్రత పెరిగేకొద్దీ, సమయోజనీయ బంధం నుండి అంతరాయం కలిగించడానికి వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లు ఎక్కువ శక్తిని పొందుతాయి మరియు తక్కువ వోల్టేజ్ అవసరం. అందువలన జెనర్ బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ ఉష్ణోగ్రతతో తగ్గుతుంది.
హిమపాతం విచ్ఛిన్నం
8V మరియు అంతకంటే ఎక్కువ రివర్స్ బయాస్ వోల్టేజ్ వద్ద ఈ రకమైన విచ్ఛిన్నం జరుగుతుంది. పెద్ద బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్తో తేలికగా డోప్డ్ డయోడ్‌ల కోసం ఇది సంభవిస్తుంది. పరికరం అంతటా మైనారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్లు (ఎలక్ట్రాన్లు) ప్రవహిస్తున్నప్పుడు, అవి సమయోజనీయ బంధంలోని ఎలక్ట్రాన్లతో ide ీకొంటాయి మరియు సమయోజనీయ బంధం అంతరాయం కలిగిస్తుంది. వోల్టేజ్ పెరిగేకొద్దీ, ఎలక్ట్రాన్ల యొక్క గతి శక్తి (వేగం) కూడా పెరుగుతుంది మరియు సమయోజనీయ బంధాలు మరింత తేలికగా దెబ్బతింటాయి, దీనివల్ల ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలు పెరుగుతాయి. హిమపాతం విచ్ఛిన్న వోల్టేజ్ ఉష్ణోగ్రతతో పెరుగుతుంది.
3 జెనర్ డయోడ్ అనువర్తనాలు
1. వోల్టేజ్‌గా జెనర్ డయోడ్
DC సర్క్యూట్లో, జెనర్ డయోడ్ను వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్‌గా లేదా వోల్టేజ్ రిఫరెన్స్ అందించడానికి ఉపయోగించవచ్చు. జెనర్ డయోడ్ యొక్క ప్రధాన ఉపయోగం జెనర్ డయోడ్ అంతటా వోల్టేజ్ కరెంట్లో పెద్ద మార్పుకు స్థిరంగా ఉంటుంది. ఇది జెనర్ డయోడ్ను స్థిరమైన వోల్టేజ్ పరికరంగా లేదా వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్‌గా ఉపయోగించడం సాధ్యం చేస్తుంది.
ఎందులోనైనా విద్యుత్ సరఫరా సర్క్యూట్ , ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ లేదా లోడ్ కరెంట్లో వైవిధ్యంతో సంబంధం లేకుండా స్థిరమైన అవుట్పుట్ (లోడ్) వోల్టేజ్ను అందించడానికి ఒక రెగ్యులేటర్ ఉపయోగించబడుతుంది. ఇన్పుట్ వోల్టేజ్‌లోని వైవిధ్యాన్ని లైన్ రెగ్యులేషన్ అంటారు, అయితే లోడ్ కరెంట్‌లోని వైవిధ్యాన్ని లోడ్ రెగ్యులేషన్ అంటారు.
వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్‌గా జెనర్ డయోడ్
జెనర్ డయోడ్ను రెగ్యులేటర్‌గా కలిగి ఉన్న ఒక సాధారణ సర్క్యూట్‌కు ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ మూలంతో సిరీస్లో అనుసంధానించబడిన తక్కువ విలువ యొక్క నిరోధకం అవసరం. సమాంతరంగా అనుసంధానించబడిన డయోడ్ ద్వారా గరిష్ట ప్రవాహాన్ని అనుమతించడానికి తక్కువ విలువ అవసరం. ఏదేమైనా, జెనర్ డయోడ్ ద్వారా విద్యుత్తు కనీస జెనర్ డయోడ్ కరెంట్ కంటే తక్కువగా ఉండకూడదు. సరళంగా చెప్పాలంటే, కనీస ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ మరియు గరిష్ట లోడ్ కరెంట్ కోసం, జెనర్ డయోడ్ కరెంట్ ఎల్లప్పుడూ నేను ఉండాలిzmin.
జెనర్ డయోడ్ ఉపయోగించి వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్ రూపకల్పన చేస్తున్నప్పుడు, రెండోది దాని గరిష్ట శక్తి రేటింగ్‌కు సంబంధించి ఎంపిక చేయబడుతుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, పరికరం ద్వారా గరిష్ట కరెంట్ ఉండాలి: -
నేనుగరిష్టంగా= పవర్ / జెనర్ వోల్టేజ్
ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ మరియు అవసరమైన అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ తెలిసినందున, లోడ్ వోల్టేజ్కు సమానమైన వోల్టేజ్తో జెనర్ డయోడ్ను ఎంచుకోవడం సులభం, అనగా Vz ~ = Vలేదా.
సిరీస్ రెసిస్టర్ యొక్క విలువ ఎంచుకోబడింది
R = (విలో- వితో) / (నేనుzmin+ నేనుఎల్), నేను ఎక్కడఎల్= లోడ్ వోల్టేజ్ / లోడ్ నిరోధకత.
8V వరకు లోడ్ వోల్టేజ్‌ల కోసం, ఒకే జెనర్ డయోడ్ను ఉపయోగించవచ్చని గమనించండి. అయితే 8V కంటే ఎక్కువ లోడ్ వోల్టేజ్‌ల కోసం, అధిక వోల్టేజ్ విలువ కలిగిన జెనర్ వోల్టేజీలు అవసరం, జెనర్ డయోడ్‌తో సిరీస్లో ఫార్వర్డ్-బయాస్డ్ డయోడ్ను ఉపయోగించడం మంచిది. అధిక వోల్టేజ్ వద్ద ఉన్న జెనర్ డయోడ్ గుణకం యొక్క సానుకూల ఉష్ణోగ్రతను కలిగి ఉన్న హిమసంపాత విచ్ఛిన్న సూత్రాన్ని అనుసరిస్తుంది.
అందువల్ల పరిహారం కోసం ప్రతికూల ఉష్ణోగ్రత గుణకం డయోడ్ ఉపయోగించబడుతుంది. వాస్తవానికి, ఈ రోజుల్లో, ఆచరణాత్మక ఉష్ణోగ్రత పరిహారం పొందిన జెనర్ డయోడ్లు ఉపయోగించబడతాయి.
2. వోల్టేజ్ సూచనగా జెనర్ డయోడ్
వోల్టేజ్ సూచనగా జెనర్ డయోడ్
విద్యుత్ సరఫరా మరియు అనేక ఇతర సర్క్యూట్లలో, జెనర్ డయోడ్ దాని అనువర్తనాన్ని స్థిరమైన వోల్టేజ్ ప్రొవైడర్ లేదా వోల్టేజ్ రిఫరెన్స్‌గా కనుగొంటుంది. ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ జెనర్ వోల్టేజ్ కంటే ఎక్కువగా ఉండాలి మరియు సిరీస్ రెసిస్టర్‌కు కనీస విలువ ఉండాలి, అంటే గరిష్ట విద్యుత్తు పరికరం ద్వారా ప్రవహిస్తుంది.
3. వోల్టేజ్ క్లాంపర్‌గా జెనర్ డయోడ్
AC ఇన్పుట్ మూలాన్ని కలిగి ఉన్న సర్క్యూట్లో, సాధారణానికి భిన్నంగా ఉంటుంది పిఎన్ డయోడ్ బిగింపు సర్క్యూట్ , జెనర్ డయోడ్ కూడా ఉపయోగించవచ్చు. అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ యొక్క శిఖరాన్ని జెనర్ వోల్టేజ్కు ఒక వైపు మరియు సైనూసోయిడల్ వేవ్‌ఫార్మ్ యొక్క మరొక వైపు 0 వికి పరిమితం చేయడానికి డయోడ్ ఉపయోగపడుతుంది.
వోల్టేజ్ క్లాంపర్‌గా జెనర్ డయోడ్
పై సర్క్యూట్లో, సానుకూల సగం చక్రంలో, జెనర్ డయోడ్ రివర్స్ పక్షపాతంతో ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ అయిన తర్వాత, వోల్టేజ్ తగ్గడం ప్రారంభమయ్యే వరకు అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ కొంత సమయం వరకు స్థిరంగా ఉంటుంది.
ఇప్పుడు ప్రతికూల సగం చక్రంలో, జెనర్ డయోడ్ పక్షపాత కనెక్షన్‌ను ఫార్వార్డ్ చేస్తుంది. ఫార్వార్డింగ్ థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్కు ప్రతికూల వోల్టేజ్ పెరిగేకొద్దీ, డయోడ్ నిర్వహించడం ప్రారంభిస్తుంది మరియు అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ యొక్క ప్రతికూల వైపు ప్రవేశ వోల్టేజ్కు పరిమితం అవుతుంది.
సానుకూల పరిధిలో మాత్రమే అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ పొందడానికి, సిరీస్లో రెండు వ్యతిరేక పక్షపాత జెనర్ డయోడ్లను ఉపయోగించండి.
జెనర్ డయోడ్ యొక్క వర్కింగ్ అప్లికేషన్స్
స్మార్ట్‌ఫోన్‌లకు పెరుగుతున్న ఆదరణతో, Android ఆధారిత ప్రాజెక్టులు ఈ రోజుల్లో ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతున్నాయి. ఈ ప్రాజెక్టుల ఉపయోగం ఉంటుంది బ్లూటూత్ సాంకేతిక-ఆధారిత పరికరాలు. ఈ బ్లూటూత్ పరికరాలకు ఆపరేషన్ కోసం 3 వి వోల్టేజ్ అవసరం. ఇటువంటి సందర్భాల్లో, బ్లూటూత్ పరికరానికి 3 వి సూచనను అందించడానికి జెనర్ డయోడ్ ఉపయోగించబడుతుంది.
బ్లూటూత్ పరికరంతో కూడిన జెనర్ డయోడ్ యొక్క వర్కింగ్ అప్లికేషన్
మరొక అనువర్తనంలో జెనర్ డయోడ్ను వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్‌గా ఉపయోగించడం ఉంటుంది. ఇక్కడ AC వోల్టేజ్ డయోడ్ D1 ద్వారా సరిదిద్దబడుతుంది మరియు కెపాసిటర్ ద్వారా ఫిల్టర్ చేయబడుతుంది. ఈ ఫిల్టర్ చేసిన DC వోల్టేజ్ 15V యొక్క స్థిరమైన రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ను అందించడానికి డయోడ్ ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది. ఈ నియంత్రిత DC వోల్టేజ్ కంట్రోల్ సర్క్యూట్‌ను నడపడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది కాంతిని మార్చడాన్ని నియంత్రించడానికి ఉపయోగిస్తారు ఆటోమేటెడ్ లైటింగ్ కంట్రోల్ సిస్టమ్.
జెనర్ డయోడ్ వోల్టేజ్ రెగ్యులేషన్ అప్లికేషన్
మేము జెనర్ డయోడ్ పని మరియు దాని అనువర్తనాల గురించి ఖచ్చితమైన ఇంకా అవసరమైన సమాచారాన్ని అందించగలిగామని మేము ఆశిస్తున్నాము. ఇక్కడ పాఠకులకు ఒక సాధారణ ప్రశ్న ఉంది - నియంత్రిత DC విద్యుత్ సరఫరాలో జెనర్ డయోడ్ కంటే రెగ్యులేటర్ IC లు ఎక్కువగా ఎందుకు ఇష్టపడతారు?
దిగువ వ్యాఖ్య విభాగంలో మీ సమాధానాలను ఇవ్వండి మరియు మీ అభిప్రాయాన్ని ఇవ్వండి.
ఫోటో క్రెడిట్స్
- జెనర్ డయోడ్ పని చేస్తుంది లెర్నింగ్‌బౌటెలెక్ట్రానిక్స్
- నిష్పాక్షికమైన సెమీకండక్టర్ డయోడ్ వికీమీడియా
- జెనర్ డయోడ్ వెనుక ఉన్న సూత్రం ఏమి-ఎప్పుడు-ఎలా
