సమస్యలను తొలగించడానికి మా పరికరాన్ని ప్రయత్నించండి

ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్‌ను ఎంచుకోండి ప్రొజెక్షన్ యొక్క ప్రోగ్రామ్‌ను ఎంచుకోండి (ఐచ్ఛికంగా)

మీ సమస్యను వివరించండి

TO పి-ఎన్ జంక్షన్ డయోడ్ సిలికాన్ ముక్క యొక్క ఒక వైపు పి-టైప్ డోపాంట్ (బోరాన్) తో మరియు మరొక వైపు ఎన్-టైప్ డోపాంట్ (ఫాస్పరస్) తో డోపింగ్ చేయడం ద్వారా ఏర్పడుతుంది .సిలికాన్‌కు బదులుగా జి ఉపయోగించవచ్చు. పి-ఎన్ జంక్షన్ డయోడ్ రెండు టెర్మినల్ పరికరం. పి-ఎన్ జంక్షన్ డయోడ్ యొక్క ప్రాథమిక నిర్మాణం ఇది. ఇది సరళమైన సెమీకండక్టర్ పరికరాల్లో ఒకటి, ఎందుకంటే ఇది కరెంట్‌ను ఒకే దిశలో ప్రవహించటానికి అనుమతిస్తుంది. డయోడ్ అనువర్తిత వోల్టేజ్‌కు సంబంధించి సరళంగా ప్రవర్తించదు మరియు దీనికి ఘాతాంక V-I సంబంధం ఉంది.

పి-ఎన్ జంక్షన్ డయోడ్ అంటే ఏమిటి?

పి-ఎన్ జంక్షన్ డయోడ్ రెండు టెర్మినల్స్ కలిగిన సిలికాన్ ముక్క. టెర్మినల్స్‌లో ఒకటి పి-టైప్ మెటీరియల్‌తో మరియు మరొకటి ఎన్-టైప్ మెటీరియల్‌తో డోప్ చేయబడుతుంది. పి-ఎన్ జంక్షన్ సెమీకండక్టర్ డయోడ్లకు ప్రాథమిక మూలకం. సెమీకండక్టర్ డయోడ్ ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవాహాన్ని పూర్తిగా ఒక దిశలో మాత్రమే సులభతరం చేస్తుంది - ఇది సెమీకండక్టర్ డయోడ్ యొక్క ప్రధాన విధి. దీనిని రెక్టిఫైయర్‌గా కూడా ఉపయోగించవచ్చు.

పి-ఎన్ జంక్షన్

పిఎన్ జంక్షన్ డయోడ్ థియరీ

రెండు ఆపరేటింగ్ ప్రాంతాలు ఉన్నాయి: పి-టైప్ మరియు ఎన్-టైప్. మరియు అనువర్తిత వోల్టేజ్ ఆధారంగా, P-N జంక్షన్ డయోడ్ కోసం మూడు 'బయాసింగ్' పరిస్థితులు ఉన్నాయి, అవి ఈ క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:

జీరో బయాస్ - పిఎన్ జంక్షన్ డయోడ్‌కు బాహ్య వోల్టేజ్ వర్తించదు.
ఫార్వర్డ్ బయాస్ - వోల్టేజ్ సంభావ్యత P- రకం టెర్మినల్‌కు సానుకూలంగా మరియు డయోడ్ యొక్క N- రకం టెర్మినల్‌కు ప్రతికూలంగా అనుసంధానించబడి ఉంది.
రివర్స్ బయాస్ - వోల్టేజ్ సంభావ్యత P- రకం టెర్మినల్‌కు ప్రతికూలంగా మరియు డయోడ్ యొక్క N- రకం టెర్మినల్‌కు సానుకూలంగా అనుసంధానించబడి ఉంది.

జీరో బయాస్డ్ కండిషన్

ఈ సందర్భంలో, పి-ఎన్ జంక్షన్ డయోడ్‌కు బాహ్య వోల్టేజ్ వర్తించదు మరియు అందువల్ల, ఎలక్ట్రాన్లు పి-సైడ్‌కు వ్యాప్తి చెందుతాయి మరియు ఏకకాలంలో రంధ్రాలు జంక్షన్ ద్వారా ఎన్-సైడ్ వైపు వ్యాపించి, ఆపై ఒకదానితో ఒకటి కలిసిపోతాయి. ఈ కారణంగా ఈ ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల ద్వారా విద్యుత్ క్షేత్రం ఉత్పత్తి అవుతుంది. విద్యుత్ క్షేత్రం చార్జ్డ్ క్యారియర్‌ల యొక్క మరింత విస్తరణను వ్యతిరేకిస్తుంది, తద్వారా మధ్య ప్రాంతంలో కదలిక ఉండదు. ఈ ప్రాంతాన్ని క్షీణత వెడల్పు లేదా అంతరిక్ష ఛార్జ్ అంటారు.

నిష్పాక్షిక పరిస్థితి

ఫార్వర్డ్ బయాస్

ఫార్వర్డ్ బయాస్ స్థితిలో, బ్యాటరీ యొక్క నెగటివ్ టెర్మినల్ N- రకం మెటీరియల్‌కు మరియు పాజిటివ్ టెర్మినల్‌కు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది బ్యాటరీ P- రకం పదార్థానికి కనెక్ట్ చేయబడింది. ఈ కనెక్షన్‌ను సానుకూల వోల్టేజ్ ఇవ్వడం అని కూడా అంటారు. ఎన్-ప్రాంతం నుండి ఎలక్ట్రాన్లు జంక్షన్ దాటి పి-రీజియన్‌లోకి ప్రవేశిస్తాయి. పి-ప్రాంతంలో ఉత్పత్తి అయ్యే ఆకర్షణీయమైన శక్తి కారణంగా ఎలక్ట్రాన్లు ఆకర్షించబడతాయి మరియు పాజిటివ్ టెర్మినల్ వైపు కదులుతాయి. అదే సమయంలో రంధ్రాలు బ్యాటరీ యొక్క ప్రతికూల టెర్మినల్‌కు ఆకర్షిస్తాయి. ఎలక్ట్రాన్లు మరియు రంధ్రాల కదలిక ద్వారా ప్రస్తుత ప్రవాహాలు. ఈ స్థితిలో, సానుకూల మరియు ప్రతికూల అయాన్ల సంఖ్య తగ్గడం వల్ల క్షీణత ప్రాంతం యొక్క వెడల్పు తగ్గుతుంది.

ఫార్వర్డ్ బయాస్ కండిషన్

V-I లక్షణాలు

సానుకూల వోల్టేజ్‌ను సరఫరా చేయడం ద్వారా, ఎలక్ట్రాన్లు సంభావ్య అవరోధాన్ని (క్షీణత పొర) అధిగమించడానికి మరియు జంక్షన్‌ను దాటడానికి తగినంత శక్తిని పొందుతాయి మరియు రంధ్రాలతో కూడా అదే జరుగుతుంది. జంక్షన్ దాటడానికి ఎలక్ట్రాన్లు మరియు రంధ్రాలకు అవసరమైన శక్తి మొత్తం Ge కి 0.3 V మరియు Si కి 0.7 V, GaA లకు 1.2V అనే అవరోధ సంభావ్యతకు సమానం. దీనిని వోల్టేజ్ డ్రాప్ అని కూడా అంటారు. అంతర్గత నిరోధకత కారణంగా డయోడ్ అంతటా వోల్టేజ్ డ్రాప్ సంభవిస్తుంది. దిగువ గ్రాఫ్‌లో దీనిని గమనించవచ్చు.

ఫార్వర్డ్ బయాస్ V-I లక్షణాలు

రివర్స్ బయాస్

ఫార్వర్డ్ బయాస్ స్థితిలో, బ్యాటరీ యొక్క ప్రతికూల టెర్మినల్ N- రకం పదార్థంతో అనుసంధానించబడి ఉంటుంది మరియు బ్యాటరీ యొక్క సానుకూల టెర్మినల్ P- రకం పదార్థంతో అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. ఈ కనెక్షన్‌ను సానుకూల వోల్టేజ్ ఇవ్వడం అని కూడా అంటారు. అందువల్ల, వోల్టేజ్ మరియు క్షీణత పొర రెండింటి కారణంగా విద్యుత్ క్షేత్రం ఒకే దిశలో ఉంటుంది. ఇది విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని మునుపటి కంటే బలంగా చేస్తుంది. ఈ బలమైన విద్యుత్ క్షేత్రం కారణంగా, ఎలక్ట్రాన్లు మరియు రంధ్రాలు జంక్షన్ దాటడానికి ఎక్కువ శక్తిని కోరుకుంటాయి కాబట్టి అవి వ్యతిరేక ప్రాంతానికి వ్యాపించవు. అందువల్ల, ఎలక్ట్రాన్లు మరియు రంధ్రాల కదలిక లేకపోవడం వల్ల ప్రస్తుత ప్రవాహం లేదు.

రివర్స్ బయాస్డ్ స్థితిలో క్షీణత పొర

ఎన్-టైప్ సెమీకండక్టర్ నుండి ఎలక్ట్రాన్లు పాజిటివ్ టెర్మినల్ వైపు ఆకర్షిస్తాయి మరియు పి-టైప్ సెమీకండక్టర్ నుండి రంధ్రాలు నెగటివ్ టెర్మినల్ వైపు ఆకర్షిస్తాయి. ఇది ఎన్-టైప్‌లోని ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్యను తగ్గించడానికి మరియు పి-టైప్‌లోని రంధ్రాలకు దారితీస్తుంది. అదనంగా, N- రకం ప్రాంతంలో సానుకూల అయాన్లు సృష్టించబడతాయి మరియు P- రకం ప్రాంతంలో ప్రతికూల అయాన్లు సృష్టించబడతాయి.

రివర్స్ బయాస్ కోసం సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం

అందువల్ల, సానుకూల మరియు ప్రతికూల అయాన్ల సంఖ్య పెరుగుతున్నందున క్షీణత పొర వెడల్పు పెరుగుతుంది.

V-I లక్షణాలు

క్రిస్టల్‌లోని ఉష్ణ శక్తి కారణంగా మైనారిటీ క్యారియర్లు ఉత్పత్తి అవుతాయి. మైనారిటీ క్యారియర్లు అంటే N- రకం పదార్థంలో రంధ్రం మరియు P- రకం పదార్థంలో ఎలక్ట్రాన్లు. ఈ మైనారిటీ క్యారియర్లు వరుసగా నెగటివ్ టెర్మినల్ మరియు పాజిటివ్ టెర్మినల్ చేత పి-ఎన్ జంక్షన్ వైపు నెట్టివేయబడిన ఎలక్ట్రాన్లు మరియు రంధ్రాలు. మైనారిటీ క్యారియర్‌ల కదలిక కారణంగా, చాలా తక్కువ కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది, ఇది నానో ఆంపియర్ పరిధిలో ఉంటుంది (సిలికాన్ కోసం). ఈ కరెంట్‌ను రివర్స్ సాచురేషన్ కరెంట్ అంటారు. సంతృప్తత అంటే, దాని గరిష్ట విలువను చేరుకున్న తరువాత, స్థిరమైన స్థితికి చేరుకుంటుంది, దీనిలో ప్రస్తుత విలువ పెరుగుతున్న వోల్టేజ్‌తో సమానంగా ఉంటుంది.

రివర్స్ కరెంట్ యొక్క పరిమాణం సిలికాన్ పరికరాల కోసం నానో-ఆంపియర్ల క్రమం. రివర్స్ వోల్టేజ్ పరిమితికి మించి పెరిగినప్పుడు, రివర్స్ కరెంట్ తీవ్రంగా పెరుగుతుంది. రివర్స్ కరెంట్‌లో తీవ్రమైన మార్పుకు కారణమయ్యే ఈ ప్రత్యేక వోల్టేజ్‌ను రివర్స్ బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్ అంటారు. డయోడ్ విచ్ఛిన్నం రెండు విధానాల ద్వారా సంభవిస్తుంది: హిమపాతం విచ్ఛిన్నం మరియు జెనర్ విచ్ఛిన్నం.

I = IS [exp (qV / kT) -1]
కె - బోల్ట్జ్మాన్ కాన్స్టాంట్
టి - జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత (కె)
(kT / q) గది ఉష్ణోగ్రత = 0.026V

సాధారణంగా IS అనేది 10-17 …… 10-13A లో చాలా చిన్న కరెంట్

కాబట్టి, దీనిని ఇలా వ్రాయవచ్చు

I = IS [exp (V / 0.026) -1]

రివర్స్ బయాస్ కోసం V-I క్యారెక్టరిస్టిక్స్ గ్రాఫ్

పిఎన్ జంక్షన్ డయోడ్ యొక్క అనువర్తనాలు

పి-ఎన్ జంక్షన్ డయోడ్‌లో చాలా అప్లికేషన్లు ఉన్నాయి.

రివర్స్-బయాస్డ్ కాన్ఫిగరేషన్‌లోని పి-ఎన్ జంక్షన్ డయోడ్ 400nm నుండి 1000nm మధ్య పరిధి నుండి కాంతికి సున్నితంగా ఉంటుంది, ఇందులో కనిపించే కాంతి ఉంటుంది. అందువల్ల, దీనిని ఫోటోడియోడ్గా ఉపయోగించవచ్చు.
దీనిని సౌర ఘటంగా కూడా ఉపయోగించవచ్చు.
పి-ఎన్ జంక్షన్ ఫార్వర్డ్ బయాస్ కండిషన్ అన్నింటిలోనూ ఉపయోగించబడుతుంది LED లైటింగ్ అనువర్తనాలు .
P-N జంక్షన్ పక్షపాతంలో వోల్టేజ్ సృష్టించడానికి ఉపయోగిస్తారు ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్లు , మరియు రిఫరెన్స్ వోల్టేజీలు.
ఇది చాలా సర్క్యూట్లలో ఉపయోగించబడుతుంది ’ రెక్టిఫైయర్లు , varactors for వోల్టేజ్-నియంత్రిత ఓసిలేటర్లు .

పి-ఎన్ జంక్షన్ డయోడ్ యొక్క V-I లక్షణాలు

గ్రాఫ్ విభిన్నంగా మార్చబడుతుంది సెమీకండక్టర్ పదార్థాలు P-N జంక్షన్ డయోడ్ నిర్మాణంలో ఉపయోగిస్తారు. దిగువ రేఖాచిత్రం మార్పులను వర్ణిస్తుంది.

సిలికాన్, జెర్మేనియం మరియు గాలియం ఆర్సినైడ్లతో పోలిక

సిలికాన్, జెర్మేనియం మరియు గాలియం ఆర్సెనైడ్‌తో పోలిక

“వోల్టేజ్ డివైడర్ ఫార్ములా సమాంతర సర్క్యూట్ ”

ఇదంతా పి-ఎన్ జంక్షన్ డయోడ్ సిద్ధాంతం , పని సూత్రం మరియు దాని అనువర్తనాలు. ఈ భావనను బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి ఈ వ్యాసంలో ఇచ్చిన సమాచారం మీకు సహాయపడుతుందని మేము నమ్ముతున్నాము. ఇంకా, ఈ వ్యాసానికి సంబంధించిన ఏవైనా ప్రశ్నలకు లేదా అమలు చేయడంలో ఏదైనా సహాయం కోసం ఎలక్ట్రికల్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్స్ ప్రాజెక్టులు, దిగువ వ్యాఖ్య విభాగంలో వ్యాఖ్యానించడం ద్వారా మీరు మమ్మల్ని సంప్రదించవచ్చు. మీ కోసం ఇక్కడ ఒక ప్రశ్న ఉంది - పి-ఎన్ జంక్షన్ డయోడ్ యొక్క ప్రధాన అనువర్తనం ఏమిటి?

ఫోటో క్రెడిట్స్: