Tunnel Diode in Hindi (टनल डायोड हिंदी में)

Tunnel Diode in Hindi (टनल डायोड हिंदी में)

Tunnel Diode (टनल डायोड क्या है?)

एक टनल डायोड (जिसे Esaki diode के नाम से भी जाना जाता है) एक प्रकार का सेमीकंडक्टर डायोड है, जो कि क्वांटम यांत्रिक प्रभाव (quantum mechanical effect) के कारण प्रभावी रूप से “नकारात्मक प्रतिरोध” रखता है तथा इस प्रभाव को टनलिंग कहा जाता है। टनल डायोड में एक भारी doped PN जंक्शन होता है जो लगभग 10 nm चौड़ा होता है।
Tunnel Diode in Hindi
Tunnel Diode in Hindi (टनल डायोड हिंदी में)

टनल डायोड एक विशेष रूप से बनाया गया P-N जंक्शन डिवाइस है जो forward biasing के एक हिस्से पर नकारात्मक प्रतिरोध (negative resistance) प्रदर्शित करता है। टनल डायोड में जंक्शन के दोनों ओर काफी अधिक मात्रा में डोपिंग होती है और P-side से N-side की ओर काफी तेज संक्रमण होता है। टनल डायोड प्रवर्धन प्रयोजनों (amplification purposes) के दोलन (oscillation) के लिए उपयोगी है। पतले जंक्शन और कम पारगमन के समय (short transit time) के कारण, यह तेज स्विचिंग सर्किट में माइक्रोवेव अनुप्रयोगों के लिए भी उपयोगी है।

1958 में, एक जापानी वैज्ञानिक, Leo Esaki ने पता लगाया कि यदि अर्धचालक जंक्शन डायोड को अशुद्धियों से भारी मात्रा में डोप किया जाता है, तो इसमें नकारात्मक प्रतिरोध का क्षेत्र उत्पन होता है । सामान्य जंक्शन डायोड सेमीकंडक्टर सामग्रियों का उपयोग करता है जिसमे एक अशुद्धता परमाणु की डोपिंग दस लाख सेमीकंडक्टर परमाणुओं के साथ की जाती हैं। यह कम डोपिंग स्तर एक wide depletion region प्रदान करता है।

Characteristics of Tunnel Diode

जब डायोड पर रिवर्स बायस को लागू किया जाता है तो P-side का फर्मी स्तर N-side के फर्मी स्तर से अधिक हो जाता है। इसलिए, P-side के बैलेंस बैंड से N-side के कंडक्शन बैंड तक इलेक्ट्रॉनों की टनलिंग होती है। रिवर्स बायस के अंतराल के साथ टनल की धारा भी बढ़ जाती है।

जब डायोड पर फॉरवर्ड बायस को लागू किया जाता है, तो N-side का फर्मी स्तर P-side के फर्मी स्तर हो अधिक हो जाता है, इस प्रकार N-side से P-side तक इलेक्ट्रॉनों की टनलिंग होती है। Tunnel की धारा की मात्रा सामान्य जंक्शन current की तुलना में बहुत अधिक होती है। जब forward bias को बढ़ाया जाता है, तो टनल की धारा को कुछ सीमा तक बढ़ जाती है।
जब N-side का band edge P-side के फर्मी स्तर के समान होता है, तो टनल करंट अधिकतम होता है। जब forward bias को और बढ़ाया जाता है तो टनल करंट कम हो जाता है और हमें वांछित नकारात्मक चालन क्षेत्र (negative conduction region) मिलता है। जब forward bias voltage को  बढ़ाया जाता है, तो सामान्य PN जंक्शन करंट प्राप्त किया जाता है जो कि लागू वोल्टेज के लिए आनुपातिक रूप से आनुपातिक (exponentially proportional) होता है। टनल डायोड की V-I characetiristics curve नीचे दिखाया गया हैं,
V-I Characteristics of Tunnel Diode

V-I Characteristics of Tunnel Diode

Advantages of Tunnel Diode (टनल डायोड के लाभ )

  1. यह डायोड का noise figure कम होतो है।
  2. यह high frequency response दिखता है ।
  3. इस डायोड से ऊर्जा का कम अपव्यय होता है।

Disadvantages of Tunnel Diode (टनल डायोड के नुकसान)

  1. इस डायोड का संचालन कम वोल्टेज और करंट की आवश्यकता होती है ।
  2. टू-टर्मिनल डिवाइस होने के नाते, इनपुट और आउटपुट के बीच कोई अलगाव नहीं है।

Application of Tunnel Diode (टनल डायोड के उपयोग)

  1. UHF रेंज में ऑसिलेटर्स के लिए।
  2. Current ट्रांसड्यूसर पर दबाव लिए।
  3. UHF रिसीवरों के लिए मिक्सर डिटेक्टर और कन्वर्टर्स के रूप में।
  4. इसका उपयोग कम समय में high-speed switch के रूप में किया जाता है।

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