ज़ेनर डायोड

ZENER DIODE

ज़ेनर 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। ज़ेनर 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

ज़ेनरडायोड 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 ज़ेनर 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।

ज़ेनर डायोड विशेषताएँ

ज़ेनर डायोड की कुछ महत्वपूर्ण विशेषताएं निम्नलिखित हैं:

ब्रेकडाउन वोल्टेज

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

ज़ेनर करंट

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

ज़ेनर प्रतिबाधा

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

गणितीय समीकरण

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

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

जहाँ:

   I_z ज़ेनर 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 ज़ेनर प्रतिबाधा का वर्णन करता है:

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

जहाँ:

   Z_z ज़ेनर प्रतिबाधा है

   V_z रिवर्स बायस वोल्टेज है

   I_z ज़ेनर धारा है

रेखांकन

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

ज़ेनर 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 ज़ेनर प्रतिबाधा के बीच संबंध दिखाता है:

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

ज़ेनर डायोड के अनुप्रयोग

ज़ेनर डायोड का उपयोग विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिनमें --

वोल्टेज नियामक

ज़ेनर 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

ज़ेनर 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

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

---अन्तर्वलित हैं ।

संक्षेप में

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