Zener Diode in Hindi (जेनर डायोड हिंदी में)
Zener Diode in hindi: Zener Diode (जेनर डायोड) एक सामान्य प्रयोजन सिग्नल डायोड (Signal Diode) की तरह होता है जिसमें एक सिलिकॉन PN जंक्शन होता है। जब इसे forward bias में bias किया जाता है तो यह एक सामान्य सिग्नल डायोड की तरह ही व्यवहार करता है, जो रेटेड करंट को paas करता है, लेकिन जैसे ही जेनर डायोड को एक रिवर्स वोल्टेज डिवाइस से जोड़ा जाता हैं और यह एक रेटेड वोल्टेज से अधिक हो जाता है तब डायोड में ब्रेकडाउन की प्रक्रिया प्रारम्भ हो जाती हैं । इस breakdown को Avalanche Breakdown कहा जाता हैं ।Avalanche Breakdown में हम जैसे जैसे वोल्टेज को बढ़ाते जाते हैं तो डायोड से करंट का प्रवाह शुरू होता है।
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| Zener Diode symbol |
जब डायोड को रिवर्स बायस किया जाता है, तो इसके माध्यम से reverse saturation current प्रवाहित होने लगता है तथा saturation current लगाए गए वोल्टेज और तापमान पर निर्भर करता है। यह तापमान में हर डिग्री वृद्धि के साथ दोगुना हो जाता है। यह तथ्य तब तक सही है जब तक वोल्टेज लागू नहीं किया जाता है। लेकिन जैसे-जैसे डायोड में रिवर्स वोल्टेज बढ़ता है, यह टूटता है और डायोड में करंट एक खास वोल्टेज पर काफी बढ़ता है। वर्तमान में यह वृद्धि या तो रिवर्स बायस्ड होने पर या तो Zener breakdown या Avalanche multiplication के कारण होती है। डायोड की यह विशेषता, जिसे ब्रेकडाउन कहा जाता है, काफी कारगर होती है। यह voltage regulator के रूप में कार्य करता है। voltage regulator एक ऐसा उपकरण है जो लोड या लोड करंट के बावजूद आउटपुट वोल्टेज को निरंतर बनाए रखता है।
Zener Diode V-I Characteristics Curve
Zener डायोड की V-I विशेषताओं को नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। रिवर्स बायस में करंट तब तक स्थिर रहता है जब तक कोई वोल्टेज उत्पन नहीं होता है और इस वोल्टेज को जेनर वोल्टेज के रूप में संदर्भित किया जाता है। ऑपरेशन के इस क्षेत्र को ब्रेकडाउन क्षेत्र के रूप में जाना जाता है। नियामक के रूप में प्रतीक और जेनर डायोड को भी चित्र में दिखाया गया है। डायोड को ब्रेकडाउन क्षेत्र में कहा जाता है जब डायोड में करंट थ्रेसहोल्ड करंट (threshold current) Izk से ज्यादा होता है। डायोड द्वारा नियंत्रित किए जा सकने वाली अधिकतम मात्रा डायोड पर अंकित रहती है जो निर्माता द्वारा निर्दिष्ट की जाती है।
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| Zener Diode VI Characteristics Curve |
Avalanche multiplication
जब डायोड में रिवर्स वोल्टेज को काफी हद तक बढ़ाया जाता है, तो टूटने (breakdown) की दो घटनाएं होती हैं। उनमें Avalanche multiplication और Zener breakdown शामिल हैं। Avalanche multiplication में, उच्च विद्युत क्षेत्र में, सहसंयोजक बंधन (covalent bonds) सामग्री के क्रिस्टलीय संरचना के साथ उच्च गति वाले इलेक्ट्रॉनों के टकराव के कारण टूट जाते हैं। सामग्री में उपलब्ध आंतरिक इलेक्ट्रॉनों को लागू विद्युत क्षेत्र से आवश्यक त्वरण प्राप्त होता है। जब ये उच्च गति वाले इलेक्ट्रॉन सहसंयोजक बंधन (covalent bonds) पर प्रहार करते हैं, तो गतिज ऊर्जा को संभावित ऊर्जा में बदल दिया जाता है और यदि बंधन को प्रदान की गई संभावित ऊर्जा सहसंयोजक बंधन को तोड़ने के लिए पर्याप्त होती है, तो एक इलेक्ट्रॉन छिद्र-युग्म (electron hole-pair) बंधन से मुक्त हो जाता है। ये नव-निर्मित इलेक्ट्रॉन पहले से ही डायोड में उपलब्ध विद्युत क्षेत्र द्वारा त्वरण प्राप्त करते हैं और इस प्रकार electron और hole की एक नई जोड़ी को उत्पन करने और छोड़ने के लिए बहुत उच्च वेग के साथ चलते हैं।
यह प्रक्रिया लगातार जारी है और बड़ी संख्या में इलेक्ट्रॉन-होल जोड़े उत्पन्न होते हैं, जो जंक्शन को पार करने पर संबंधित इलेक्ट्रोड की ओर बढ़ते है और उन इलेक्ट्रोड्स पर अवशोषित हो जाते है। यह लगाए गए रिवर्स वोल्टेज पर बहुत बड़ी धाराओं का निर्माण करता है। इस प्रकार, current एक कटऑफ वोल्टेज के नीचे जंक्शन को पार करने वाले intrinsic charge carriers के कारण होता है, जिसे रिवर्स सैट्यूट करंट (reverse saturation current) कहते है। लेकिन जब इसमें वोल्टेज लगाया जाता है, तो उससे उत्पन विद्युत क्षेत्र, उच्च गति के इलेक्ट्रॉनों के टकराव के कारण सहसंयोजक बंधन (covalent bonds) को तोड़ने के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करने के लिए पर्याप्त होता है, इससे डायोड में करंट तेजी से बढ़ता है। current multiplication की ऐसी घटना को Avalanche multiplication कहा जाता है।
Zener breakdown
current को बढ़ाने के बारे में ऊपर बताये गए तरीके के अलावा, ब्रेकडाउन में current को बढ़ाने की एक और प्रक्रिया संभव है। इस प्रक्रिया को
Zener breakdown कहते है। जब हम डायोड को एक वोल्टेज से जोड़ते है, तो एक विद्युत क्षेत्र उत्पन होता है जोकि सहसंयोजक बंधन (covalent bonds) को तोड़ने में सक्षम होता है तथा नए इलेक्ट्रॉन-छेद जोड़े (electron hole-pair) उत्पन्न करता हैं। इस प्रक्रिया में, बांड के साथ इलेक्ट्रॉनों की टक्कर की कोई प्रक्रिया नहीं होती है, बल्कि विद्युत क्षेत्र खुद एक चालन बैंड (conduction band) से एक इलेक्ट्रॉन को बाहर निकालने के लिए पर्याप्त होता है। इस प्रकार, लगाए गए विद्युत क्षेत्र से बड़ी संख्या में कई बंध (bond) टूटते है और कई सारे मुक्त इलेक्ट्रॉन-छेद युग्म (free electron hole-pair) बनते जाते है। ये चार्ज वाहक त्वरित होते हैं और ब्रेकडाउन क्षेत्र में जंक्शन को पार करके current को उत्पन करते हैं।
जेनर डायोड के उपयोग(Application)
- लगातार वोल्टेज रेगुलेशन
- वृद्धि संरक्षण
- क्लैंपिंग और क्लिपिंग वोल्टेज
- विनियमित उपकरण आपूर्ति सर्किट जैसे सटीक उपकरण में वोल्टेज संदर्भ स्विचिंग ऑपरेशन
- मीटर सुरक्षा के लिए।
Advantages of Zener Diode (जेनर डायोड के लाभ)
- इसका आकार छोटा होता है।
- यह सस्ता होता है ।
- इसका जीवन लंबा है।
- यह धाराओं की एक विस्तृत श्रृंखला पर अच्छा रेगुलेशन प्रदान करता है।
Disadvantages of Zener Diode (जेनर डायोड की कमियां)
- इसमें power loss काफी होता है।
- इसकी efficiency काफी काम होती है।
- आउटपुट वोल्टेज जेनर डायोड के ब्रेकडाउन वोल्टेज पर निर्भर करता है।
