ज़ेनर डायोड

ZENER DIODE

जेनर डायोड एक अर्धचालक डायोड है जिसे एक निश्चित वोल्टेज, जिसे ब्रेकडाउन वोल्टेज कहा जाता है, तक पहुंचने पर विपरीत दिशा में करंट संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। जेनर डायोड का उपयोग विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिसमें वोल्टेज नियामक, क्लिपिंग सर्किट और संदर्भ वोल्टेज स्रोत शामिल हैं।

काम के सिद्धांत

जेनर डायोड भारी डोप्ड पी-एन जंक्शन हैं। इसका मतलब है कि डायोड के पी- और एन-क्षेत्रों में बड़ी संख्या में अशुद्धता परमाणु हैं। यह पी-एन जंक्शन पर एक संकीर्ण ह्रास क्षेत्र बनाता है।

जब जेनर डायोड पर रिवर्स बायस वोल्टेज लगाया जाता है, तो क्षय क्षेत्र में विद्युत क्षेत्र बढ़ जाता है। यह विद्युत क्षेत्र वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को उनके मूल परमाणुओं से अलग करने का कारण बनता है, जिससे मुक्त इलेक्ट्रॉन और छिद्र बनते हैं। इस प्रक्रिया को हिमस्खलन ब्रेकडाउन कहा जाता है।

जब रिवर्स बायस वोल्टेज ब्रेकडाउन वोल्टेज तक पहुंचता है, तो डायोड के माध्यम से रिवर्स करंट में अचानक वृद्धि होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ह्रास क्षेत्र में बड़ी संख्या में मुक्त इलेक्ट्रॉन और छिद्र बन जाते हैं।

जेनर डायोड विशेषताएँ

जेनर डायोड की कुछ महत्वपूर्ण विशेषताएं निम्नलिखित हैं:

   ब्रेकडाउन वोल्टेज

ब्रेकडाउन वोल्टेज रिवर्स बायस वोल्टेज है जिस पर जेनर डायोड करंट का संचालन करना शुरू कर देता है।

   जेनर करंट

जेनर करंट वह करंट है जो जेनर डायोड के माध्यम से विपरीत दिशा में प्रवाहित होता है जब रिवर्स बायस वोल्टेज ब्रेकडाउन वोल्टेज से अधिक होता है।

   जेनर प्रतिबाधा

जेनर प्रतिबाधा विपरीत दिशा में जेनर डायोड का प्रतिरोध है जब रिवर्स बायस वोल्टेज ब्रेकडाउन वोल्टेज से अधिक होता है।

गणितीय समीकरण

निम्नलिखित गणितीय समीकरण जेनर डायोड के माध्यम से जेनर धारा का वर्णन करता है:

$I_{z}=I_{s}*(exp(qV_{z}/kT)-1),$

जहाँ:

   I_z जेनर धारा है

   I_s संतृप्ति धारा है

   V_z रिवर्स बायस वोल्टेज है

   k बोल्ट्ज़मान स्थिरांक है

   T केल्विन में तापमान है

निम्नलिखित गणितीय समीकरण जेनर प्रतिबाधा का वर्णन करता है:

$Z_{z}=V_{z}/I_{z}$

जहाँ:

   Z_z जेनर प्रतिबाधा है

   V_z रिवर्स बायस वोल्टेज है

   I_z जेनर धारा है

रेखांकन

निम्नलिखित ग्राफ़ जेनर डायोड के माध्यम से रिवर्स बायस वोल्टेज और रिवर्स करंट के बीच संबंध दिखाता है:

जेनर डायोड के लिए I-V वक्र

ग्राफ से पता चलता है कि जब रिवर्स बायस वोल्टेज ब्रेकडाउन वोल्टेज तक पहुंचता है तो रिवर्स करंट तेजी से बढ़ता है।

निम्नलिखित ग्राफ़ रिवर्स बायस वोल्टेज और जेनर प्रतिबाधा के बीच संबंध दिखाता है:

ग्राफ से पता चलता है कि रिवर्स बायस वोल्टेज बढ़ने पर जेनर प्रतिबाधा कम हो जाती है

जेनर डायोड के अनुप्रयोग

जेनर डायोड का उपयोग विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

   वोल्टेज नियामक

जेनर डायोड का उपयोग वोल्टेज नियामक बनाने के लिए किया जा सकता है जो इनपुट वोल्टेज भिन्न होने पर भी निरंतर वोल्टेज आउटपुट बनाए रखता है।

   क्लिपिंग सर्किट

जेनर डायोड का उपयोग क्लिपिंग सर्किट बनाने के लिए किया जा सकता है जो सिग्नल के अधिकतम और न्यूनतम वोल्टेज स्तर को सीमित करता है।

   संदर्भ वोल्टेज स्रोत

जेनर डायोड का उपयोग संदर्भ वोल्टेज स्रोत बनाने के लिए किया जा सकता है जो स्थिर वोल्टेज आउटपुट प्रदान करते हैं।

संक्षेप में

जेनर डायोड बहुमुखी और उपयोगी उपकरण हैं जिनका उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जाता है। वे सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स का एक प्रमुख हिस्सा हैं।