সেমিকন্ডাক্টর ডায়োডগুলি ইলেকট্রনিক্স এবং ইলেকট্রনিক্স শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এগুলি স্বাধীনভাবে এবং ট্রানজিস্টর এবং অন্যান্য অনেক ডিভাইসের p-n-জংশন হিসাবে উভয়ই ব্যবহৃত হয়। একটি পৃথক উপাদান হিসাবে, ডায়োডগুলি অনেক ইলেকট্রনিক সার্কিটের একটি মূল অংশ। তারা কম পাওয়ারের অ্যাপ্লিকেশন থেকে রেকটিফায়ার পর্যন্ত অনেক অ্যাপ্লিকেশন খুঁজে পায়।
ডায়োড কি?
গ্রীক থেকে অনুবাদ করা, এই ইলেকট্রনিক উপাদানটির নাম আক্ষরিক অর্থে "দুটি টার্মিনাল"। তাদের বলা হয় অ্যানোড এবং ক্যাথোড। একটি সার্কিটে, অ্যানোড থেকে ক্যাথোডে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়। সেমিকন্ডাক্টর ডায়োড একটি একতরফা উপাদান এবং বিপরীত দিকে কারেন্ট প্রবাহ অবরুদ্ধ।
অপারেশন নীতি
অর্ধপরিবাহী ডায়োডের ডিভাইসটি খুবই ভিন্ন। এই কারণেই তাদের অনেক প্রকার রয়েছে, যা মুখের মান এবং তারা যে ফাংশনগুলি সম্পাদন করে উভয়ের মধ্যেই আলাদা। যাইহোক, অধিকাংশ ক্ষেত্রে মৌলিক নীতিসেমিকন্ডাক্টর ডায়োডের অপারেশন একই। এগুলিতে একটি p-n জংশন রয়েছে, যা তাদের মৌলিক কার্যকারিতা প্রদান করে৷
এই শব্দটি সাধারণত একটি ডায়োডের আদর্শ আকৃতির রেফারেন্সে ব্যবহৃত হয়। প্রকৃতপক্ষে, এটি তাদের প্রায় যেকোনো ধরনের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। ডায়োড আধুনিক ইলেকট্রনিক্স শিল্পের মেরুদণ্ড গঠন করে। সবকিছু - সাধারণ উপাদান এবং ট্রানজিস্টর থেকে আধুনিক মাইক্রোপ্রসেসর - সেমিকন্ডাক্টরের উপর ভিত্তি করে। সেমিকন্ডাক্টর ডায়োডের অপারেশনের নীতি সেমিকন্ডাক্টরগুলির বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে। প্রযুক্তিটি উপকরণের একটি গোষ্ঠীর উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে, ক্রিস্টাল জালিতে অমেধ্যের প্রবর্তন যে অঞ্চলে ছিদ্র এবং ইলেকট্রন চার্জ বাহক তা পাওয়া সম্ভব করে তোলে৷
P-n-জাংশন
p-n-টাইপ ডায়োডটির নাম হয়েছে কারণ এটি একটি p-n সংযোগ ব্যবহার করে যা কারেন্টকে শুধুমাত্র একটি দিকে প্রবাহিত করতে দেয়। উপাদানটির অন্যান্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। সেমিকন্ডাক্টর ডায়োড, উদাহরণস্বরূপ, আলো নির্গত ও সনাক্ত করতে পারে, ক্যাপাসিট্যান্স পরিবর্তন করতে পারে এবং ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ করতে পারে।
P-n-জাংশন একটি মৌলিক অর্ধপরিবাহী কাঠামো। নাম অনুসারে, এটি p- এবং n-টাইপ অঞ্চলগুলির মধ্যে একটি সংযোগস্থল। রূপান্তরটি চার্জ ক্যারিয়ারগুলিকে শুধুমাত্র একটি দিকে যেতে দেয়, যা, উদাহরণস্বরূপ, বিকল্প কারেন্টকে সরাসরি কারেন্টে রূপান্তর করা সম্ভব করে৷
মানক ডায়োডগুলি সাধারণত সিলিকন থেকে তৈরি করা হয়, যদিও জার্মেনিয়াম এবং অন্যান্য সেমিকন্ডাক্টর উপাদানগুলিও ব্যবহৃত হয়, প্রধানত বিশেষ উদ্দেশ্যে৷
ভোল্ট-অ্যাম্পিয়ার বৈশিষ্ট্য
ডায়োডটি একটি কারেন্ট-ভোল্টেজ বক্ররেখা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যাকে 2টি শাখায় ভাগ করা যায়: এগিয়ে এবং বিপরীত। বিপরীত দিকে, ফুটো কারেন্ট 0 এর কাছাকাছি, কিন্তু ক্রমবর্ধমান ভোল্টেজের সাথে এটি ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায় এবং যখন ব্রেকডাউন ভোল্টেজ পৌঁছে যায়, তখন এটি তীব্রভাবে বাড়তে শুরু করে। সামনের দিকে, কারেন্ট প্রবাহিত থ্রেশহোল্ডের উপরে প্রয়োগকৃত ভোল্টেজের সাথে দ্রুত বৃদ্ধি পায়, যা সিলিকন ডায়োডের জন্য 0.7 V এবং জার্মেনিয়ামের জন্য 0.4 V। যে কোষগুলি বিভিন্ন উপাদান ব্যবহার করে তাদের বিভিন্ন ভোল্ট-অ্যাম্পিয়ার বৈশিষ্ট্য এবং পরিবাহী থ্রেশহোল্ড এবং ব্রেকডাউন ভোল্টেজ রয়েছে।
p-n-জাংশন ডায়োডটিকে একটি মৌলিক স্তরের ডিভাইস হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে। সিগন্যাল সার্কিট এবং ডিটেক্টর থেকে শুরু করে ইন্ডাকশন বা রিলে কয়েল এবং হাই পাওয়ার রেকটিফায়ারে লিমিটার বা ক্ষণস্থায়ী দমনকারী পর্যন্ত অনেক অ্যাপ্লিকেশনে এটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
বৈশিষ্ট্য এবং পরামিতি
ডায়োড স্পেসিফিকেশন অনেক তথ্য প্রদান করে। যাইহোক, তারা কি তা সম্পর্কে সুনির্দিষ্ট ব্যাখ্যা সবসময় পাওয়া যায় না। নীচে ডায়োডের বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য এবং পরামিতিগুলির বিশদ বিবরণ রয়েছে, যা স্পেসিফিকেশনে দেওয়া হয়েছে।
অর্ধপরিবাহী উপাদান
p-n জংশনে ব্যবহৃত উপাদানটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ কারণ এটি সেমিকন্ডাক্টর ডায়োডের অনেক মৌলিক বৈশিষ্ট্যকে প্রভাবিত করে। উচ্চ দক্ষতা এবং কম উৎপাদন খরচের কারণে সিলিকন সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়। আরেকটি প্রায়শই ব্যবহৃতউপাদান জার্মেনিয়াম হয়. অন্যান্য উপকরণ সাধারণত বিশেষ উদ্দেশ্য ডায়োড ব্যবহার করা হয়. সেমিকন্ডাক্টর উপাদানের পছন্দ গুরুত্বপূর্ণ কারণ এটি পরিবাহনের সীমা নির্ধারণ করে - সিলিকনের জন্য প্রায় 0.6 V এবং জার্মেনিয়ামের জন্য 0.3 V।
সরাসরি বর্তমান মোডে ভোল্টেজ ড্রপ (U pr.)
যেকোন বৈদ্যুতিক সার্কিট যার মধ্য দিয়ে কারেন্ট চলে তার ফলে ভোল্টেজ ড্রপ হয় এবং সেমিকন্ডাক্টর ডায়োডের এই প্যারামিটারটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, বিশেষত সংশোধনের জন্য, যখন শক্তি হ্রাস U ave এর সমানুপাতিক হয়। উপরন্তু, ইলেকট্রনিক উপাদানগুলি প্রায়শই প্রয়োজন হয় একটি ছোট ভোল্টেজ ড্রপ প্রদান করুন, কারণ সংকেত দুর্বল হতে পারে, কিন্তু তাদের এখনও এটি কাটিয়ে উঠতে হবে।
এটি দুটি কারণে ঘটে। প্রথমটি p-n জংশনের প্রকৃতির মধ্যে রয়েছে এবং এটি একটি পরিবাহী থ্রেশহোল্ড ভোল্টেজের ফলাফল যা কারেন্টকে অবক্ষয় স্তর অতিক্রম করতে দেয়। দ্বিতীয় উপাদান হল স্বাভাবিক প্রতিরোধী ক্ষতি।
রেকটিফায়ার ডায়োডের জন্য সূচকটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যা বড় স্রোত বহন করতে পারে।
পিক রিভার্স ভোল্টেজ (U arr. সর্বোচ্চ)
এটি সর্বোচ্চ বিপরীত ভোল্টেজ যা একটি সেমিকন্ডাক্টর ডায়োড সহ্য করতে পারে। এটি অবশ্যই অতিক্রম করা উচিত নয়, অন্যথায় উপাদানটি ব্যর্থ হতে পারে। এটি কেবল ইনপুট সংকেতের আরএমএস ভোল্টেজ নয়। প্রতিটি সার্কিটকে অবশ্যই তার যোগ্যতার ভিত্তিতে বিবেচনা করতে হবে, তবে একটি মসৃণ ক্যাপাসিটর সহ একটি সাধারণ একক অর্ধ-তরঙ্গ সংশোধনকারীর জন্য, মনে রাখবেন ক্যাপাসিটরটি ইনপুটের শীর্ষের সমান ভোল্টেজ ধারণ করবে।সংকেত ডায়োডটি তখন বিপরীত দিকের আগত সিগন্যালের শীর্ষের অধীন হবে এবং তাই এই পরিস্থিতিতে তরঙ্গের সর্বোচ্চ মানের সমান বিপরীত ভোল্টেজ থাকবে।
সর্বোচ্চ ফরোয়ার্ড কারেন্ট (U pr. সর্বোচ্চ)
একটি বৈদ্যুতিক সার্কিট ডিজাইন করার সময়, নিশ্চিত করুন যে সর্বাধিক ডায়োড কারেন্টের মাত্রা অতিক্রম না করা হয়। বর্তমান বৃদ্ধির সাথে সাথে অতিরিক্ত তাপ উৎপন্ন হয়, যা অবশ্যই অপসারণ করতে হবে।
লিকেজ কারেন্ট (আমি অ্যারি।)
একটি আদর্শ ডায়োডে, কোন বিপরীত কারেন্ট থাকা উচিত নয়। কিন্তু বাস্তব p-n জংশনে, এটি অর্ধপরিবাহীতে সংখ্যালঘু চার্জ বাহকের উপস্থিতির কারণে হয়। ফুটো বর্তমান পরিমাণ তিনটি কারণের উপর নির্ভর করে। স্পষ্টতই, এর মধ্যে সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য হল বিপরীত ভোল্টেজ। এছাড়াও, ফুটো বর্তমান তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে - এর বৃদ্ধির সাথে, এটি উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। উপরন্তু, এটি অর্ধপরিবাহী উপাদান ধরনের উপর অত্যন্ত নির্ভরশীল. এই ক্ষেত্রে, সিলিকন জার্মেনিয়ামের চেয়ে অনেক ভালো।
লিকেজ কারেন্ট একটি নির্দিষ্ট বিপরীত ভোল্টেজ এবং একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় নির্ধারিত হয়। এটা সাধারণত microamps (ΜA) বা picoamps (pA) তে নির্দিষ্ট করা হয়।
ট্রানজিশন ক্যাপাসিট্যান্স
সমস্ত সেমিকন্ডাক্টর ডায়োডের জংশন ক্যাপাসিট্যান্স আছে। অবক্ষয় অঞ্চল হল দুটি প্লেটের মধ্যে একটি অস্তরক বাধা যা অবক্ষয় অঞ্চলের প্রান্তে এবং সংখ্যাগরিষ্ঠ চার্জ বাহক সহ অঞ্চলে তৈরি হয়। প্রকৃত ক্যাপাসিট্যান্স মান বিপরীত ভোল্টেজের উপর নির্ভর করে, যা ট্রানজিশন জোনে পরিবর্তনের দিকে পরিচালিত করে। এর বৃদ্ধি অবক্ষয় অঞ্চলকে প্রসারিত করে এবং ফলস্বরূপ,ক্ষমতা হ্রাস করে। এই সত্যটি ভ্যারেক্টর বা ভ্যারিক্যাপগুলিতে শোষিত হয়, তবে অন্যান্য অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য, বিশেষ করে আরএফ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য, এই প্রভাবটি কমিয়ে আনতে হবে। প্যারামিটারটি সাধারণত একটি প্রদত্ত ভোল্টেজে পিএফ-এ নির্দিষ্ট করা হয়। বিশেষ কম-প্রতিরোধী ডায়োড অনেক RF অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপলব্ধ।
কেসের ধরন
উদ্দেশ্যের উপর নির্ভর করে, সেমিকন্ডাক্টর ডায়োডগুলি বিভিন্ন ধরণের এবং আকারের প্যাকেজে উত্পাদিত হয়। কিছু ক্ষেত্রে, বিশেষ করে যখন সিগন্যাল প্রসেসিং সার্কিটে ব্যবহার করা হয়, প্যাকেজটি সেই ইলেকট্রনিক উপাদানের সামগ্রিক বৈশিষ্ট্য নির্ধারণের জন্য একটি মূল উপাদান। পাওয়ার সার্কিটগুলিতে যেখানে তাপ অপচয় গুরুত্বপূর্ণ, প্যাকেজটি ডায়োডের অনেক সাধারণ পরামিতি নির্ধারণ করতে পারে। উচ্চ ক্ষমতার ডিভাইসগুলিকে একটি হিটসিঙ্কের সাথে সংযুক্ত করতে সক্ষম হতে হবে। ছোট আইটেম সীসা ক্ষেত্রে বা সারফেস মাউন্ট ডিভাইস হিসাবে উত্পাদিত হতে পারে।
ডায়োডের প্রকার
কখনও কখনও অর্ধপরিবাহী ডায়োডের শ্রেণীবিভাগের সাথে পরিচিত হওয়া দরকারী। যাইহোক, কিছু আইটেম বিভিন্ন বিভাগের অন্তর্গত হতে পারে।
বিপরীত ডায়োড। যদিও এটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় না, তবে এটি এক ধরনের p-n-টাইপ উপাদান, যা এর ক্রিয়ায় সুড়ঙ্গের মতোই। কম অন-স্টেট ভোল্টেজ ড্রপ বৈশিষ্ট্য। ডিটেক্টর, রেকটিফায়ার এবং উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি সুইচ ব্যবহার করে।
ইনজেকশন ট্রানজিট ডায়োড। এটি আরো সাধারণ তুষারপাত-উড়ন্ত সঙ্গে অনেক মিল আছে. মাইক্রোওয়েভ জেনারেটর এবং অ্যালার্ম সিস্টেমে ব্যবহৃত হয়৷
ডায়োড গান। এটি p-n-টাইপের অন্তর্গত নয়, তবে দুটি টার্মিনাল সহ একটি সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস। এটি সাধারণত 1-100 GHz পরিসরে মাইক্রোওয়েভ সংকেত তৈরি এবং রূপান্তর করতে ব্যবহৃত হয়৷
লাইট ইমিটিং বা এলইডি হল সবচেয়ে জনপ্রিয় ধরনের ইলেকট্রনিক উপাদানগুলির মধ্যে একটি। ফরোয়ার্ড বায়াসে, সংযোগস্থলের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কারেন্ট আলো নির্গত করে। তারা যৌগিক সেমিকন্ডাক্টর ব্যবহার করে (যেমন গ্যালিয়াম আর্সেনাইড, গ্যালিয়াম ফসফাইড, ইন্ডিয়াম ফসফাইড) এবং বিভিন্ন রঙে উজ্জ্বল হতে পারে, যদিও তারা মূলত শুধুমাত্র লাল রঙের মধ্যে সীমাবদ্ধ ছিল। অনেক নতুন উন্নয়ন রয়েছে যা প্রদর্শনের কার্যকারিতা পরিবর্তন করছে এবং উত্পাদিত হচ্ছে, OLED একটি উদাহরণ৷
ফটোডিওড। আলো সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়। যখন একটি ফোটন একটি p-n জংশনে আঘাত করে, তখন এটি ইলেকট্রন এবং গর্ত তৈরি করতে পারে। ফটোডিওডগুলি সাধারণত বিপরীত পক্ষপাতের অবস্থার অধীনে কাজ করে, যেখানে আলোর দ্বারা উত্পন্ন ছোট স্রোতগুলি সহজেই সনাক্ত করা যায়। ফটোডিওড ব্যবহার করে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা যায়। কখনও কখনও পিন-টাইপ উপাদানগুলি ফটোডিটেক্টর হিসাবে ব্যবহার করা হয়৷
পিন-ডায়োড। ইলেকট্রনিক উপাদানের নামটি একটি সেমিকন্ডাক্টর ডায়োডের ডিভাইসটিকে ভালভাবে বর্ণনা করে। এটিতে স্ট্যান্ডার্ড পি- এবং এন-টাইপ অঞ্চল রয়েছে, তবে তাদের মধ্যে অমেধ্য ছাড়াই একটি অভ্যন্তরীণ অঞ্চল রয়েছে। এটির ক্ষয়প্রাপ্ত অঞ্চলের ক্ষেত্রফল বাড়ানোর প্রভাব রয়েছে, যা স্যুইচিংয়ের পাশাপাশি ফটোডিওড ইত্যাদিতেও কার্যকর হতে পারে।
মানক p-n-জাংশন একটি স্বাভাবিক হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারেবা আজ ব্যবহৃত ডায়োডের মানক প্রকার। এগুলি আরএফ বা অন্যান্য কম ভোল্টেজ অ্যাপ্লিকেশনের পাশাপাশি উচ্চ ভোল্টেজ এবং উচ্চ শক্তি সংশোধনকারীতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
Schottky ডায়োড। স্ট্যান্ডার্ড পি-এন-টাইপ সিলিকন সেমিকন্ডাক্টরের তুলনায় তাদের কম ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ আছে। কম স্রোতে, এটি 0.15 থেকে 0.4 V হতে পারে, এবং 0.6 V নয়, সিলিকন ডায়োডের মতো। এটি করার জন্য, তারা স্বাভাবিক হিসাবে তৈরি করা হয় না - তারা একটি ধাতু-অর্ধপরিবাহী যোগাযোগ ব্যবহার করে। এগুলি লিমিটার, রেকটিফায়ার এবং রেডিও সরঞ্জাম হিসাবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়৷
চার্জ জমে থাকা ডায়োড। এটি এক ধরণের মাইক্রোওয়েভ ডায়োড যা খুব উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে ডাল তৈরি এবং আকার দিতে ব্যবহৃত হয়। এটির অপারেশন একটি খুব দ্রুত ট্রিপিং বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে।
লেজার ডায়োড। এটি সুসংগত আলো তৈরি করে বলে এটি সাধারণ আলো নির্গত থেকে পৃথক। ডিভিডি এবং সিডি ড্রাইভ থেকে লেজার পয়েন্টার পর্যন্ত অনেক ডিভাইসে লেজার ডায়োড ব্যবহার করা হয়। এগুলি অন্যান্য ধরণের লেজারের তুলনায় অনেক সস্তা, তবে এলইডিগুলির তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি ব্যয়বহুল। তাদের সেবা জীবন সীমিত।
টানেল ডায়োড। যদিও এটি বর্তমানে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় না, এটি পূর্বে অ্যামপ্লিফায়ার, অসিলেটর এবং স্যুইচিং ডিভাইস, অসিলোস্কোপ টাইমিং সার্কিটে ব্যবহৃত হত, যখন এটি অন্যান্য উপাদানের চেয়ে বেশি কার্যকর ছিল।
Varactor বা varicap. অনেক RF ডিভাইস ব্যবহার করা হয়. এই ডায়োডের জন্য, বিপরীত পক্ষপাত প্রয়োগ করা ভোল্টেজের উপর নির্ভর করে হ্রাস স্তরের প্রস্থ পরিবর্তন করে। এই কনফিগারেশনে এটিপরিবাহী অঞ্চল দ্বারা গঠিত একটি অন্তরক অস্তরক এবং প্লেট হিসাবে কাজ করে একটি হ্রাস অঞ্চলের সাথে একটি ক্যাপাসিটর হিসাবে কাজ করে। ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রিত অসিলেটর এবং আরএফ ফিল্টারে ব্যবহৃত হয়।
জেনার ডায়োড। এটি একটি স্থিতিশীল রেফারেন্স ভোল্টেজ প্রদান করে হিসাবে এটি একটি খুব দরকারী ধরনের ডায়োড। এই কারণে, জেনার ডায়োড বিপুল পরিমাণে ব্যবহৃত হয়। এটি বিপরীত পক্ষপাতিত্বের অবস্থার অধীনে কাজ করে এবং একটি নির্দিষ্ট সম্ভাব্য পার্থক্য পৌঁছে গেলে তা ভেঙে যায়। যদি একটি রোধ দ্বারা বর্তমান সীমাবদ্ধ হয়, তাহলে এটি একটি স্থিতিশীল ভোল্টেজ প্রদান করে। বিদ্যুৎ সরবরাহ স্থিতিশীল করতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। জেনার ডায়োডে 2 ধরনের রিভার্স ব্রেকডাউন আছে: জেনার পচন এবং প্রভাব আয়নকরণ।
এইভাবে, বিভিন্ন ধরণের সেমিকন্ডাক্টর ডায়োডের মধ্যে রয়েছে নিম্ন শক্তি এবং উচ্চ শক্তি প্রয়োগের উপাদান, কম ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ এবং পরিবর্তনশীল ক্যাপাসিট্যান্স সহ আলো নির্গত এবং সনাক্ত করা। এগুলি ছাড়াও, মাইক্রোওয়েভ প্রযুক্তিতে ব্যবহার করা হয় এমন বেশ কয়েকটি জাত রয়েছে৷
