జెనర్ డయోడ్

జెనర్ డయోడ్ సాంప్రదాయిక చిహ్నం

17 వోల్ట్‌ల ఒక అసక్రియ విపీడనంతో, ఒక జెనర్ డయోడ్ యొక్క విద్యుత్-విపీడనం లక్షణం. పురోగమన పాక్షిక (ధనాత్మక) దిశ మరియు తిరోగమన పాక్షిక (ఋణాత్మక) దిసల మధ్య విపీడన స్థాయిలోని మార్పును గమనించండి.

జెనర్ డయోడ్ అనేది సాధారణ డయోడ్ వలె విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని పురోగమన దిశలో అనుమతించే ఒక డయోడ్ రకం, కాని ఇది విపీడనం, భంగవిరామ విపీడనం కంటే ఎక్కువగా ఉంటే, తిరోగమన దిశలో అనుమతిస్తుంది, దీన్ని "జెనర్ నీ విపీడనం" లేదా "జెనర్ విపీడనం" అంటారు. ఈ పరికరానికి పేరును, ఈ విద్యుత్ సంబంధిత వ్యవస్థను కనుగొన్న శాస్త్రవేత్త క్లారెన్స్ జెనర్ పేరు నుండి తీసుకున్నారు.

ఒక సాంప్రదాయిక ఘన-స్థితి డయోడ్ యొక్క తిరోగమన-పాక్షిక విపీడనం, దాని తిరోగమన భంగవిరామం కంటే తక్కువగా ఉంటే, అది ముఖ్యమైన విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని అనుమతించదు. తిరోగమన పాక్షిక భంగవిరామ విపీడనం మించిపోయినప్పుడు, ఆకస్మిక భంగవిరామం కారణంగా ఒక సాంప్రదాయిక డయోడ్ అధిక విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని కలిగి ఉంటుంది.ఈ విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఒక బాహ్య విద్యుత్ వలయంచే పరిమితం చేయకుంటే, డయోడ్ శాశ్వతంగా పాడైపోతుంది. అధిక పురోగమన పాక్షిక (బాణం గుర్తు దిశలో విద్యుత్ ప్రవాహం) సందర్భంలో , డయోడ్ దాని సంధి అంతర్నిర్మిత విపీడనం మరియు అంతర్గత నిరోధం కారణంగా విపీడన తగ్గుదలను ప్రదర్శిస్తుంది. విపీడన తగ్గుదల మొత్తం అర్థ వాహకం ముడి సరుకు మరియు ఉత్ప్రేరక గాఢతపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

ఒక జెనర్ డయోడ్ దాదాపు ఇవే లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది, కాని ఇది ప్రత్యేకంగా రూపొందించబడిన పరికరం కనుక ఇది జెనర్ విపీడనం గా పిలిచే అతి తక్కువ భంగవిరామ విపీడనాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఒక జెనర్ డయోడ్ ఎలక్ట్రాన్‌లను p-రకం ద్రవ్యం యొక్క సామర్థ్య పట్టీ నుండి n-రకం ద్రవ్యం యొక్క ప్రసరణ పట్టీకి తరలించడానికి అనుమతించే అధిక ఉత్తేజక p-n సంధి‌ను కలిగి ఉంటుంది. పరమాణుక ప్రమాణంలో, రెండు వైపులా అత్యధిక స్థాయిలో ఉత్ప్రేరకాన్ని వాడటం వలన ఏర్పడిన ఈ పట్టీల మధ్య సూక్ష్మ ప్రతిబంధం మరియు అధిక విద్యుత్ క్షేత్రం వలన ఈ తరలింపు సామర్థ్య పట్టీ ఎలక్ట్రాన్‌లను ప్రసరణ పట్టీ ఖాళీ ప్రదేశాలలోకి రవాణాను సమంగా నిర్వహిస్తుంది; ఒక తిరోగమన-పాక్షిక జెనర్ డయోడ్ నియంత్రణ భంగవిరామాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది మరియు జెనర్ విపీడనం వద్ద జెనర్ డయోడ్‌లో విపీడనాన్ని ఉంచడానికి విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని అనుమతిస్తుంది. ఉదాహరణకు, జెనర్ భంగవిరామ విపీడనం 3.2 Vతో ఉన్న ఒక డయోడ్‌కు దాని జెనర్ విపీడనం కంటే అధికంగా తిరోగమన పాక్షిక విపీడనాన్ని అనువర్తించినప్పుడు, అది 3.2 V విపీడన తగ్గింపును ప్రదర్శిస్తుంది. అయితే, విద్యుత్ ప్రవాహం అపరిమితం కాబట్టి జెనర్ డయోడ్‌ను సాధారణంగా ఒక యాంప్లిఫైయర్ స్థాయి కోసం ఒక నిర్దేశిక విపీడనాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి మరియు స్వల్ప-విద్యుత్ ప్రవాహ అనువర్తనాలకు ఒక విపీడన స్టెబిలేజర్ వలె ఉపయోగిస్తారు.

ఉత్ప్రేరక విధానంలో భంగవిరామ విపీడనాన్ని ఒక స్థాయిలో ఖచ్చితంగా నియంత్రించవచ్చు. 0.05% సహనాలు లభ్యతలో ఉన్నప్పటికీ, అధికంగా 5% మరియు 10% సహనాలను మాత్రమే ఉపయోగిస్తారు.

ఇదే ప్రభావాన్ని ఉత్పత్తి చేసే మరొక సంవిధానమే ఆకస్మిక డయోడ్‌లో ఉండే ఆకస్మిక ప్రభావం. ఈ రెండు రకాల డయోడ్‌లను ఒకే విధంగా నిర్మించారు మరియు ఈ రకం డయోడ్‌లలో రెండు ప్రభావాలు ఉనికిలో ఉన్నాయి. 5.6 వోల్ట్‌లు వరకు ఉండే సిలికాన్ డయోడ్‌లలో, జెనర్ ప్రభావం అనేది ప్రధానమైన ప్రభావం మరియు గుర్తించదగ్గ ఋణాత్మక ఉష్ణోగ్రత గుణకాన్ని చూపుతుంది. 5.6 వోల్ట్‌ల కంటే ఎక్కువ ఉండే వాటిలో, ఆకస్మిక ప్రభావం అనేది ప్రధానమైన ప్రభావం అవుతుంది మరియు ఒక ధనాత్మక ఉష్ణోగ్రత గుణకాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది.

జెనర్ విపీడనంపై ఆధారపడే TC

ఒక 5.6 V డయోడ్‌లో, ఈ రెండు ప్రభావాలు సమిష్టిగా సంభవిస్తాయి మరియు వాటి ఉష్టోగ్రత గుణకాలు ఒకదాని ఉత్పాదనను మరొకటి రద్దు చేసుకుంటాయి, దీని వలన 5.6 V డయోడ్‌ను ఉష్ణోగ్రత-సంక్లిష్ట అనువర్తనాల్లో ఒక అంశంగా ఎంచుకుంటారు.

ఆధునిక తయారీ సాంకేతిక ప్రక్రియల్లో విస్మరించగల ఉష్టోగ్రత గుణకాలతో 5.6 V కంటే తక్కువ విపీడనాలతో ఉత్పత్తులను ఉత్పత్తి చేసారు, కానీ అధిక విపీడన పరికరాలను ఉపయోగించినప్పుడు, ఉష్ణోగ్రత గుణకం నాటకీయంగా పెరుగుతుంది. 75 V డయోడ్ యొక్క గుణకం, ఒక 12 V డయోడ్ యొక్క గుణకానికి 10 రెట్లు ఉంటుంది.

భంగవిరామ విపీడనంతో సంబంధం లేకుండా ఇటువంటి అన్ని డయోడ్‌లను సాధారణంగా "జెనర్ డయోడ్" అనే పేరుతో విపణిలో విక్రయిస్తారు.

ఉపయోగాలు

ప్రత్యేకమైన ప్యాకేజీలతో జెనర్ డయోడ్ చూపబడుతుంది.తిరోగమన ప్రవాహం -i_Z చూపబడింది.

జెనర్ డయోడ్‌లను ఒక విద్యుత్ వలయంలో విపీడనాన్ని క్రమబద్ధీకరించడానికి ఎక్కువగా ఉపయోగిస్తారు. అస్థిర విపీడన వనరుతో సమాంతరంగా అనుసంధానించినప్పుడు, జెనర్ డయోడ్ విపీడనం డయోడ్ యొక్క తిరోగమన భంగవిరామ విపీడనానికి చేరుకున్నప్పుడు తిరోగమన పాక్షికంగా ప్రవర్తిస్తుంది. ఇది ఆ సమయం నుండి విపీడనాన్ని ఆ విలువ వద్ద ఉంచుతుంది.

ప్రదర్శించబడిన వలయంలో, నిరోధకం R, U_IN మరియు U_OUT మధ్య విపీడన తగ్గుదలను అందిస్తుంది. R యొక్క విలువ తప్పక క్రింది రెండు షరతులను సంతృప్తి పరచాలి:

1. R తప్పక Dని తిరోగమన భంగవిరామంలో ఉంచే D ద్వారా ప్రవహించే విద్యుత్ ప్రవాహానికి తక్కువగా ఉండాలి. D కోసం ఈ విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క విలువ డేటా షీట్‌లో ఇవ్వబడింది. ఉదాహరణకు, సాధారణ BZX79C5V6 పరికరం, ఒక 5.6 V 0:5 W జెనర్ డయోడ్ సిపార్సు చేయగల 5mA తిరోగమన విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని కలిగి ఉంటుంది. D ద్వారా సరిపోని విద్యుత్ ప్రవాహం ప్రవహిస్తూ ఉంటే, అప్పుడు U_OUT క్రమబద్ధీకరించలేము మరియు నామమాత్ర భంగవిరామ విపీడనం కంటే తక్కువగా ఉంటుంది (ఇది ఉత్పాదన విపీడనం, నామమాత్ర విపీడనం కంటే ఎక్కువగా ఉండే విపీడన నియంత్రణ గొట్టాలకు వ్యత్యాసంగా ఉండవచ్చు మరియు U_IN అధిక స్థాయికి కూడా పెరగవచ్చు.) R ను లెక్కించేటప్పుడు, U_OUTకు అనుసంధానించిన బాహ్య లోడ్ ద్వారా ఏదైనా విద్యుత్ ప్రవాహానికి తప్పక సర్దుబాటు చేయాలి. ఇది చిత్రంలో లేదు.
2. R తప్పక పరికరాన్ని నాశనం చేయని D ద్వారా ప్రవహించే విద్యుత్ ప్రవాహం కంటే ఎక్కువగా ఉండాలి. D ద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహం I _D అయితే, దీని భంగవిరామ విపీడనం V _B మరియు దీని గరిష్ట విద్యుత్ దుర్నీతి P _MAX, అప్పుడు $I_{D}V_{B}$$I_{D}V_{B}$.

ఈ విధానంలో ఉపయోగించిన జెనర్ డయోడ్‌ను షంట్ విపీడన నియంత్రకం (షంట్ , ఈ సందర్భంలో సమాంతరంగా అనుసంధానించిన విపీడన నియంత్రకం అనేది ఏదైనా లోడ్‌లో స్థిరమైన విపీడనాన్ని ఉత్పత్తి చేసే ఒక వర్గానికి చెందిన వలయంగా చెప్పవచ్చు) అని పిలుస్తారు. దీని అర్థం, నిరోధకం ద్వారా ప్రవహించే విద్యుత్ ప్రవాహంలో ఒక భాగం, జెనర్ డయోడ్ ద్వారా దాటవేయబడుతుంది మరియు మిగిలినది లోడ్ ద్వారా చేయబడుతుంది. కావున లోడ్ చూసే విపీడనం దీని దాటవేయడానికి—అంటే లోకోమోటివ్ స్విచ్చింగ్ స్థానాలతో సాదృశ్యం ద్వారా విద్యుత్ వనరు నుండి కొంత విద్యుత్ ప్రవాహ భాగాన్ని ఉపయోగించి, నియంత్రించబడుతుంది.

ఈ పరికరాలు ఆకస్మిక/జెనర్ స్థానం చుట్టూ కేంద్రీకృతమైన ఒక పరికరాన్ని ఎంచుకున్నప్పుడు ట్రాన్సిస్టర్ దశలలో సాధారణంగా ఒక ఆధారిత-ప్రసారక సంధితో శ్రేణిలో కూడా ఉంటాయి, వీటిని ట్రాన్సిస్టర్ PN సంధిని సమం చేసే ఉష్ణోగ్రత గుణకాన్ని సర్దుబాటు కోసం పరిచయం చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు. ఈ విధమైన ఉపయోగానికి ఒక ఉదాహరణగా స్థిరీకరించే విద్యుత్ సరఫరా వలయ ప్రతిస్పందన లూప్ వ్యవస్థలో ఉపయోగించే ఒక DC దోష యాంప్లిఫైయర్‌ను చెప్పవచ్చు.

ఇవి కూడా చూడండి

• Wikibooks:జెనర్ డయోడ్‌లు
• ఆకస్మిక డయోడ్
• విపీడన స్టెబిలేజర్
• విపీడన క్రమబద్ధీకరణ గొట్టం
• స్వల్పకాల విపీడన నిరోధ డయోడ్
• విలోమ డయోడ్