ریکٹیفائر ڈایڈس

ڈائیوڈ - ایک دو الیکٹروڈ سیمی کنڈکٹر ڈیوائس جس میں ایک p-n جنکشن ہوتا ہے، جس میں ایک طرفہ کرنٹ ہوتا ہے۔ ڈائیوڈس کی بہت سی مختلف قسمیں ہیں—ریکٹیفائر، پلس، ٹنل، ریورس، مائکروویو ڈائیوڈز، نیز زینر ڈائیوڈس، ویریکیپس، فوٹوڈیوڈس، ایل ای ڈی، اور بہت کچھ۔

ریکٹیفائر ڈایڈس

ریکٹیفائر ڈائیوڈ کے آپریشن کی وضاحت الیکٹریکل p - n جنکشن کی خصوصیات سے ہوتی ہے۔

دو سیمی کنڈکٹرز کی سرحد کے قریب، ایک پرت بنتی ہے جو موبائل چارج کیریئرز سے خالی ہوتی ہے (دوبارہ ملاپ کی وجہ سے) اور اس میں برقی مزاحمت زیادہ ہوتی ہے — جسے نام نہاد بلاک کرنے والی پرت۔ یہ پرت رابطے کے ممکنہ فرق (ممکنہ رکاوٹ) کا تعین کرتی ہے۔

اگر بیرونی وولٹیج p - n جنکشن پر لاگو کیا جاتا ہے، برقی تہہ کے فیلڈ کے مخالف سمت میں ایک برقی فیلڈ بناتا ہے، تو اس تہہ کی موٹائی کم ہو جائے گی اور 0.4 - 0.6 V کے وولٹیج پر بلاکنگ تہہ ہو جائے گی۔ غائب ہو جائے گا اور کرنٹ نمایاں طور پر بڑھ جائے گا (اس کرنٹ کو ڈائریکٹ کرنٹ کہا جاتا ہے)۔

جب مختلف قطبیت کا ایک بیرونی وولٹیج منسلک ہوتا ہے، تو بلاک کرنے والی تہہ بڑھ جائے گی اور p—n جنکشن کی مزاحمت بڑھے گی، اور اقلیتی چارج کیریئرز کی نقل و حرکت کی وجہ سے کرنٹ نسبتاً زیادہ وولٹیج پر بھی نہ ہونے کے برابر ہوگا۔

ڈائیوڈ کا فارورڈ کرنٹ بڑے چارج کیریئرز اور ریورس کرنٹ اقلیتی چارج کیریئرز کے ذریعے بنایا گیا ہے۔ ایک ڈایڈڈ انوڈ سے کیتھوڈ کی سمت میں مثبت (آگے) کرنٹ گزرتا ہے۔

انجیر میں۔ 1 روایتی گرافک عہدہ (UGO) اور ریکٹیفائر ڈایڈس کی خصوصیات (ان کی مثالی اور اصل کرنٹ وولٹیج کی خصوصیات) کو ظاہر کرتا ہے۔ اصل میں ڈایڈڈ کرنٹ وولٹیج کی خصوصیت (CVC) کی ظاہری منقطعیت پلاٹ کے پہلے اور تیسرے کواڈرینٹ میں مختلف کرنٹ اور وولٹیج کے پیمانے سے وابستہ ہے۔ دو ڈائیوڈ آؤٹ پٹس: UGO میں anode A اور کیتھوڈ K کی وضاحت نہیں کی گئی ہے اور وضاحت کے لیے تصویر میں دکھائے گئے ہیں۔

ایک حقیقی ڈایڈڈ کی کرنٹ وولٹیج کی خصوصیت برقی خرابی کے علاقے کو ظاہر کرتی ہے، جب ریورس وولٹیج میں معمولی اضافے کے لیے کرنٹ تیزی سے بڑھ جاتا ہے۔

برقی نقصان الٹنے والا ہے۔ کام کرنے والے علاقے میں واپس آنے پر، ڈایڈڈ اپنی خصوصیات کو کھو نہیں دیتا. اگر ریورس کرنٹ ایک خاص قدر سے زیادہ ہو جاتا ہے، تو آلے کی ناکامی کے ساتھ بجلی کی خرابی ناقابل واپسی تھرمل ہو جائے گی۔

چاول۔ 1. سیمی کنڈکٹر ریکٹیفائر: a — روایتی گرافیکل نمائندگی، b — مثالی کرنٹ وولٹیج کی خصوصیت، c — حقیقی کرنٹ وولٹیج کی خصوصیت

صنعت بنیادی طور پر جرمینیم (Ge) اور سلیکون (Si) ڈایڈس تیار کرتی ہے۔

سلیکون ڈائیوڈس میں کم ریورس کرنٹ ہوتے ہیں، زیادہ آپریٹنگ درجہ حرارت (150 - 200 ° C بمقابلہ 80 - 100 ° C)، اعلی ریورس وولٹیجز اور موجودہ کثافت کا مقابلہ کرتے ہیں (60 - 80 A / cm2 بمقابلہ 20 - 40 A / cm2)۔ اس کے علاوہ، سلکان ایک عام عنصر ہے (جرمنیم ڈائیوڈس کے برعکس، جو زمین کا ایک نادر عنصر ہے)۔

جرمینیم ڈائیوڈس کے فوائد میں کم وولٹیج کی کمی شامل ہے جب براہ راست کرنٹ بہتا ہے (0.3 - 0.6 V بمقابلہ 0.8 - 1.2 V)۔ درج کردہ سیمی کنڈکٹر مواد کے علاوہ، گیلیم آرسنائڈ GaAs مائکروویو سرکٹس میں استعمال ہوتا ہے۔

پروڈکشن ٹکنالوجی کے مطابق، سیمی کنڈکٹر ڈایڈس کو دو کلاسوں میں تقسیم کیا گیا ہے: پوائنٹ اور پلانر۔

پوائنٹ ڈائیوڈس 0.5 - 1.5 mm2 کے رقبے کے ساتھ ایک n قسم کی Si یا Ge پلیٹ بناتے ہیں اور ایک سٹیل کی سوئی رابطہ پوائنٹ پر p - n جنکشن بناتی ہے۔ چھوٹے رقبے کے نتیجے میں، جنکشن کی گنجائش کم ہوتی ہے، اس لیے ایسا ڈائیوڈ ہائی فریکوئنسی سرکٹس میں کام کر سکتا ہے۔ لیکن جنکشن کے ذریعے کرنٹ بڑا نہیں ہو سکتا (عام طور پر 100 ایم اے سے زیادہ نہیں)۔

ایک پلانر ڈائیوڈ دو متصل Si یا Ge پلیٹوں پر مشتمل ہوتا ہے جو مختلف برقی چالکتا کے ساتھ ہوتی ہیں۔ بڑے رابطہ علاقے کے نتیجے میں بڑے جنکشن کیپیسیٹینس اور نسبتاً کم آپریٹنگ فریکوئنسی ہوتی ہے، لیکن کرنٹ کا بہاؤ بڑا ہو سکتا ہے (6000 A تک)۔

ریکٹیفائر ڈایڈس کے اہم پیرامیٹرز ہیں:

• زیادہ سے زیادہ قابل اجازت فارورڈ موجودہ Ipr.max،

• زیادہ سے زیادہ قابل اجازت ریورس وولٹیج Urev.max،

• زیادہ سے زیادہ قابل اجازت فریکوئنسی fmax

پہلے پیرامیٹر کے مطابق، ریکٹیفائر ڈایڈس کو ڈایڈس میں تقسیم کیا گیا ہے:

• کم طاقت، 300 ایم اے تک مسلسل کرنٹ،

• اوسط طاقت، براہ راست کرنٹ 300 ایم اے - 10 اے،

• ہائی پاور — پاور، زیادہ سے زیادہ فارورڈ کرنٹ کا تعین کلاس کے ذریعے کیا جاتا ہے اور یہ 10, 16, 25, 40 - 1600 A ہے۔

پلس ڈائیوڈ کم پاور سرکٹس میں لاگو وولٹیج کے پلس کریکٹر کے ساتھ استعمال ہوتے ہیں۔ ان کے لیے ایک مخصوص ضرورت بند حالت سے کھلی حالت میں منتقلی کا مختصر وقت ہے اور اس کے برعکس (عام وقت 0.1 - 100 μs)۔ UGO پلس ڈایڈس ایک جیسے ہیں جو کہ ریکٹیفائر ڈایڈس ہیں۔

انجیر. 2. پلس ڈائیوڈس میں عارضی عمل: a — وولٹیج کو ڈائریکٹ سے ریورس کرتے وقت کرنٹ کا انحصار، b — وولٹیج کا انحصار جب کرنٹ پلس ڈائیوڈ سے گزرتی ہے۔

پلس ڈایڈس کے مخصوص پیرامیٹرز میں شامل ہیں:

• وصولی کا وقت Tvosst

• یہ اس لمحے کے درمیان وقت کا وقفہ ہے جب ڈائیوڈ وولٹیج آگے سے ریورس کی طرف جاتا ہے اور وہ لمحہ جب ریورس کرنٹ کسی دی گئی قدر تک کم ہو جاتا ہے (تصویر 2، اے)،

• سیٹلنگ ٹائم ٹسٹ ڈائیوڈ کے ذریعے دی گئی قدر کے براہ راست کرنٹ کے آغاز اور اس لمحے کے درمیان وقت کا وقفہ ہے جب ڈایڈڈ پر وولٹیج مستحکم حالت میں قدر کے 1.2 تک پہنچ جاتا ہے (شکل 2، b)

• زیادہ سے زیادہ ریکوری کرنٹ Iobr.imp.max.، وولٹیج کو آگے سے ریورس کرنے کے بعد ڈائیوڈ کے ذریعے ریورس کرنٹ کی سب سے بڑی قدر کے برابر (تصویر 2، اے)۔

الٹے ڈایڈس حاصل کیے جاتے ہیں جب p- اور n-علاقوں میں نجاست کا ارتکاز روایتی ریکٹیفائرز سے زیادہ ہوتا ہے۔ اس طرح کے ڈائیوڈ میں ریورس کنکشن کے دوران فارورڈ کرنٹ کی مزاحمت کم ہوتی ہے (تصویر 3) اور براہ راست کنکشن کے دوران نسبتاً زیادہ مزاحمت ہوتی ہے۔ لہذا، وہ ایک وولٹ کے کئی دسویں حصے کے وولٹیج طول و عرض کے ساتھ چھوٹے سگنلوں کی اصلاح میں استعمال ہوتے ہیں۔

چاول۔ 3. الٹا ڈایڈس کا UGO اور VAC

دھاتی سیمی کنڈکٹر کی منتقلی کے ذریعہ حاصل کردہ Schottky diodes۔اس صورت میں، کم مزاحمت والے این-سلیکون (یا سلکان کاربائیڈ) ایک ہی سیمی کنڈکٹر کی اعلیٰ مزاحمت والی پتلی ایپیٹیکسیل تہہ کے ساتھ استعمال کیے جاتے ہیں (تصویر 4)۔

چاول۔ 4. UGO اور Schottky diode کی ساخت: 1 — کم مزاحمت کے ساتھ ابتدائی سلکان کرسٹل، 2 — اعلی مزاحمت کے ساتھ سلیکون کی اپیٹیکسیل تہہ، 3 — اسپیس چارج ریجن، 4 — دھاتی رابطہ

ایک دھاتی الیکٹروڈ ایپیٹیکسیل پرت کی سطح پر لگایا جاتا ہے، جو اصلاح فراہم کرتا ہے لیکن بنیادی علاقے (اکثر سونا) میں اقلیتی کیریئرز کو انجیکشن نہیں کرتا ہے۔ لہٰذا، ان ڈائیوڈس میں اڈے میں اقلیتی کیریئرز کے جمع ہونے اور ریزورپشن جیسے سست عمل نہیں ہیں۔ لہذا، Schottky diodes کی جڑتا زیادہ نہیں ہے. اس کا تعین ریکٹیفائر رابطہ (1 - 20 pF) کی رکاوٹ کی گنجائش کی قدر سے ہوتا ہے۔

اس کے علاوہ، Schottky diodes کی سیریز resistance rectifier diodes کے مقابلے میں نمایاں طور پر کم ہے کیونکہ دھات کی تہہ میں کسی بھی، حتیٰ کہ انتہائی ڈوپڈ، سیمی کنڈکٹر کے مقابلے میں کم مزاحمت ہوتی ہے۔ یہ Schottky diodes کے استعمال کو اہم کرنٹوں (دسیوں ایمپیئرز) کو درست کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ وہ عام طور پر ہائی فریکوئنسی وولٹیج (کئی میگاہرٹز تک) کو درست کرنے کے لیے سیکنڈری کو تبدیل کرنے میں استعمال ہوتے ہیں۔

Potapov L.A.