زینر ڈائیوڈ کیسے کام کرتا ہے۔

Zener diode یا zener diode (سیمی کنڈکٹر zener diode) ایک خاص ڈائیوڈ ہے جو pn جنکشن کے ریورس بائیس حالات کے تحت ایک مستحکم بریک ڈاؤن موڈ میں کام کرتا ہے۔ جب تک یہ خرابی واقع نہیں ہوتی، بند زینر ڈائیوڈ کی زیادہ مزاحمت کی وجہ سے صرف ایک بہت ہی چھوٹا کرنٹ زینر ڈائیوڈ، لیکیج کرنٹ سے گزرتا ہے۔

لیکن جب کوئی خرابی واقع ہوتی ہے تو کرنٹ فوری طور پر بڑھ جاتا ہے کیونکہ زینر کی تفریق مزاحمت اس مقام پر فریکشن سے لے کر سینکڑوں اوہم تک ہوتی ہے۔ اس طرح، زنر ڈائیوڈ کے پار وولٹیج کو نسبتاً وسیع رینج کے ریورس کرنٹ پر بہت درست طریقے سے برقرار رکھا جاتا ہے۔

Zener diode کو Zener diode (انگریزی Zener diode سے) کہا جاتا ہے اس سائنسدان کے اعزاز میں جس نے پہلی بار سرنگ کے ٹوٹنے کا واقعہ دریافت کیا، امریکی ماہر طبیعیات کلیرنس میلون زینر (1905 - 1993)۔

پی این جنکشن کا برقی خرابی، جو زینر کے ذریعہ دریافت کیا گیا، سرنگ کے اثر سے متعلق، ایک پتلی ممکنہ رکاوٹ کے ذریعے الیکٹران کے رساو کے رجحان کو اب زینر اثر کہا جاتا ہے، جو آج سیمی کنڈکٹر زینر ڈائیوڈس میں کام کرتا ہے۔

اثر کی جسمانی تصویر مندرجہ ذیل ہے۔p-n جنکشن کے الٹ تعصب میں، انرجی بینڈ اوورلیپ ہو جاتے ہیں اور الیکٹران p-علاقے کے والینس بینڈ سے n-علاقے کے کنڈکشن بینڈ کی طرف جا سکتے ہیں، جس کی وجہ سے برقی میدان، یہ مفت چارج کیریئرز کی تعداد میں اضافہ کرتا ہے، اور ریورس کرنٹ تیزی سے بڑھتا ہے۔

اس طرح، زینر ڈائیوڈ کا بنیادی مقصد وولٹیج کو مستحکم کرنا ہے۔ یہ صنعت 1.8 V سے 400 V تک اسٹیبلائزیشن وولٹیج کے ساتھ سیمی کنڈکٹر زینر ڈائیوڈز تیار کرتی ہے، اعلی، درمیانی اور کم طاقت، جو زیادہ سے زیادہ قابل اجازت ریورس کرنٹ میں مختلف ہوتی ہے۔

اس بنیاد پر سادہ وولٹیج سٹیبلائزر بنائے جاتے ہیں۔ خاکوں میں، زینر ڈائیوڈس کو ڈائیوڈ کی علامت سے ملتی جلتی علامت سے ظاہر کیا جاتا ہے، فرق صرف اتنا ہے کہ زینر ڈائیوڈس کے کیتھوڈ کو حرف «G» کی شکل میں دکھایا گیا ہے۔

تقریباً 7 V کے اسٹیبلائزیشن وولٹیج کے ساتھ ایک اویکت مربوط ساخت کے ساتھ Zener diodes، سب سے درست اور مستحکم سالڈ سٹیٹ وولٹیج کے حوالے کے ذرائع ہیں: ان کی بہترین مثالیں خصوصیت سے عام ویسٹن گیلوانک سیل (مرکری کیڈمیم ریفرنس گالوانک سیل) کے قریب ہیں۔

ہائی وولٹیج برفانی تودے کے ڈائیوڈس ("TVS-diodes" اور "suppressors")، جو ہر قسم کے آلات کے سرج پروٹیکشن سرکٹس میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں، ایک خاص قسم کے زینر ڈائیوڈس سے تعلق رکھتے ہیں۔

جیسا کہ آپ دیکھ سکتے ہیں، زینر ڈائیوڈ، روایتی ڈایڈڈ کے برعکس، I - V خصوصیت کی الٹی شاخ پر کام کرتا ہے۔ ایک عام ڈایڈڈ میں، اگر اس پر ریورس وولٹیج لگایا جاتا ہے، تو ناکامی تین طریقوں میں سے کسی ایک میں ہو سکتی ہے (یا سب ایک ہی وقت میں): سرنگ کی خرابی، برفانی تودے کی خرابی، اور رساو کے کرنٹ سے تھرمل ہیٹنگ کی وجہ سے خرابی۔

سلیکون زینر ڈائیوڈز کا تھرمل بریک ڈاؤن اہم نہیں ہے کیونکہ انہیں اس طرح ڈیزائن کیا گیا ہے کہ یا تو سرنگ کی خرابی، برفانی تودے کی خرابی، یا دونوں قسم کی خرابی تھرمل بریک ڈاؤن کے رجحان سے بہت پہلے بیک وقت واقع ہوتی ہے۔ سیریز کے زینر ڈایڈس فی الحال زیادہ تر سلکان سے بنے ہیں۔

5 V سے کم وولٹیج میں خرابی Zener اثر کا مظہر ہے، 5 V سے اوپر کی خرابی برفانی تودے کے ٹوٹنے کا مظہر ہے۔ تقریباً 5 V کا درمیانی بریک ڈاؤن وولٹیج عام طور پر ان دو اثرات کے امتزاج سے ہوتا ہے۔ زینر ڈائیوڈ کے ٹوٹنے کے وقت الیکٹرک فیلڈ کی طاقت تقریباً 30 MV/m ہے۔

Zener diode کی خرابی اعتدال سے ڈوپڈ p-type سیمک کنڈکٹرز اور بھاری ڈوپڈ n-type سیمک کنڈکٹرز میں ہوتی ہے۔ جیسے جیسے جنکشن کا درجہ حرارت بڑھتا ہے، zener diode کی سٹرپنگ کم ہوتی جاتی ہے اور برفانی تودے کی خرابی میں اضافہ ہوتا ہے۔

Zener diodes مندرجہ ذیل مخصوص خصوصیات ہیں. Vz - استحکام وولٹیج۔ دستاویز اس پیرامیٹر کے لیے دو قدروں کی وضاحت کرتی ہے: زیادہ سے زیادہ اور کم از کم استحکام وولٹیج۔ Iz کم از کم استحکام کرنٹ ہے۔ Zz زینر ڈایڈڈ کی مزاحمت ہے۔ Izk اور Zzk - براہ راست کرنٹ پر موجودہ اور متحرک مزاحمت۔ آئی آر اور وی آر ایک دیئے گئے درجہ حرارت پر زیادہ سے زیادہ رساو کرنٹ اور وولٹیج ہیں۔ Tc درجہ حرارت کا گتانک ہے۔ Izrm - زینر ڈایڈڈ کا زیادہ سے زیادہ اسٹیبلائزیشن کرنٹ۔

Zener diodes وسیع پیمانے پر آزاد استحکام عناصر کے ساتھ ساتھ ٹرانسسٹر اسٹیبلائزرز میں حوالہ وولٹیجز (حوالہ وولٹیجز) کے ذرائع کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔

چھوٹے حوالہ وولٹیج حاصل کرنے کے لیے، عام ڈائیوڈز کی طرح، زینر ڈائیوڈز کو بھی آگے کی سمت میں آن کیا جاتا ہے، پھر ایک زینر ڈائیوڈ کا اسٹیبلائزیشن وولٹیج 0.7 - 0.8 وولٹ ہوگا۔

زینر ڈائیوڈ کے جسم سے زیادہ سے زیادہ طاقت عام طور پر 0.125 سے 1 واٹ کی حد میں ہوتی ہے۔ یہ، ایک اصول کے طور پر، تسلسل کے شور کے خلاف حفاظتی سرکٹس کے عام آپریشن اور کم طاقت والے سٹیبلائزرز کی تعمیر کے لیے کافی ہے۔