ಪವರ್ ಡಯೋಡ್ಗಳು

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಹೋಲ್ ಸಂಯುಕ್ತ

ಹೆಚ್ಚಿನ ಅರೆವಾಹಕ ಸಾಧನಗಳ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ತತ್ವವು ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕತೆಯೊಂದಿಗೆ ಅರೆವಾಹಕದ ಎರಡು ಪ್ರದೇಶಗಳ ನಡುವಿನ ಗಡಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ - ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ (ಎನ್-ಟೈಪ್) ಮತ್ತು ರಂಧ್ರ (ಪಿ-ಟೈಪ್). ಎನ್-ಟೈಪ್ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮೇಲುಗೈ ಸಾಧಿಸುತ್ತವೆ, ಅವು ವಿದ್ಯುದಾವೇಶಗಳ ಮುಖ್ಯ ವಾಹಕಗಳಾಗಿವೆ, ಪಿ-ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ, ಇವುಗಳು ಧನಾತ್ಮಕ ಶುಲ್ಕಗಳು (ರಂಧ್ರಗಳು). ವಿಭಿನ್ನ ವಾಹಕತೆಯ ಪ್ರಕಾರದ ಎರಡು ಪ್ರದೇಶಗಳ ನಡುವಿನ ಗಡಿಯನ್ನು pn ಜಂಕ್ಷನ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕವಾಗಿ, ಡಯೋಡ್ (Fig. 1) ಅನ್ನು ಒಂದು-ಬದಿಯ ವಹನದೊಂದಿಗೆ ಅನಿಯಂತ್ರಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸ್ವಿಚ್ ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಬಹುದು. ಮುಂದೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದರೆ ಡಯೋಡ್ ವಾಹಕ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿದೆ (ಮುಚ್ಚಿದ ಸ್ವಿಚ್).

ಅಕ್ಕಿ. 1. ಡಯೋಡ್ನ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಗ್ರಾಫಿಕ್ ಪದನಾಮ

iF ಡಯೋಡ್ ಮೂಲಕ ಪ್ರಸ್ತುತವು ಬಾಹ್ಯ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನ ನಿಯತಾಂಕಗಳಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿಲ್ಲ. ಡಯೋಡ್‌ಗೆ ರಿವರ್ಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದರೆ, ಅದು ವಾಹಕವಲ್ಲದ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿದೆ (ತೆರೆದ ಸ್ವಿಚ್) ಮತ್ತು ಅದರ ಮೂಲಕ ಸಣ್ಣ ಪ್ರವಾಹವು ಹರಿಯುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಡಯೋಡ್ನಲ್ಲಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್ ಅನ್ನು ಬಾಹ್ಯ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ನ ನಿಯತಾಂಕಗಳಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಡಯೋಡ್ಗಳ ರಕ್ಷಣೆ

ಡಯೋಡ್‌ನ ವಿದ್ಯುತ್ ವೈಫಲ್ಯಗಳ ಅತ್ಯಂತ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಕಾರಣಗಳೆಂದರೆ, ಆನ್ ಆಗಿರುವಾಗ ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಕರೆಂಟ್ ಡಿಎಫ್/ಡಿಟಿಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ಏರಿಕೆ, ಆಫ್ ಆಗಿರುವಾಗ ಓವರ್‌ವೋಲ್ಟೇಜ್, ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಕರೆಂಟ್‌ನ ಗರಿಷ್ಠ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಮೀರುವುದು ಮತ್ತು ಸ್ವೀಕಾರಾರ್ಹವಲ್ಲದ ಹೆಚ್ಚಿನ ರಿವರ್ಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ನೊಂದಿಗೆ ರಚನೆಯನ್ನು ಮುರಿಯುವುದು.

ಡಿಎಫ್ / ಡಿಟಿಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮೌಲ್ಯಗಳಲ್ಲಿ, ಡಯೋಡ್ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಅಸಮವಾದ ಚಾರ್ಜ್ ವಾಹಕಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ರಚನೆಗೆ ನಂತರದ ಹಾನಿಯೊಂದಿಗೆ ಸ್ಥಳೀಯ ಮಿತಿಮೀರಿದ. ಡಿಎಫ್ / ಡಿಟಿಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮೌಲ್ಯಗಳಿಗೆ ಮುಖ್ಯ ಕಾರಣ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ ಇಂಡಕ್ಟನ್ಸ್ ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮೂಲ ಮತ್ತು ಆನ್ ಡಯೋಡ್ ಹೊಂದಿರುವ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನಲ್ಲಿ. ಡಿಎಫ್ / ಡಿಟಿ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು, ಇಂಡಕ್ಟನ್ಸ್ ಅನ್ನು ಡಯೋಡ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸರಣಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು ಪ್ರಸ್ತುತದ ಏರಿಕೆಯ ದರವನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಮಾಡಿದಾಗ ಡಯೋಡ್‌ಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾದ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗಳ ಆಂಪ್ಲಿಟ್ಯೂಡ್‌ಗಳ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು, ಸರಣಿ-ಸಂಪರ್ಕಿತ ರೆಸಿಸ್ಟರ್ R ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಸಿ ಡಯೋಡ್ನೊಂದಿಗೆ ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾದ ಆರ್ಸಿ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.

ತುರ್ತು ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತುತ ಓವರ್ಲೋಡ್ಗಳಿಂದ ಡಯೋಡ್ಗಳನ್ನು ರಕ್ಷಿಸಲು, ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದ ವಿದ್ಯುತ್ ಫ್ಯೂಸ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ವಿದ್ಯುತ್ ಡಯೋಡ್ಗಳ ಮುಖ್ಯ ವಿಧಗಳು

ಮುಖ್ಯ ನಿಯತಾಂಕಗಳು ಮತ್ತು ಉದ್ದೇಶದ ಪ್ರಕಾರ, ಡಯೋಡ್ಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಮೂರು ಗುಂಪುಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ: ಸಾಮಾನ್ಯ ಉದ್ದೇಶದ ಡಯೋಡ್ಗಳು, ವೇಗದ ಚೇತರಿಕೆ ಡಯೋಡ್ಗಳು ಮತ್ತು ಶಾಟ್ಕಿ ಡಯೋಡ್ಗಳು.

ಸಾಮಾನ್ಯ ಉದ್ದೇಶದ ಡಯೋಡ್ಗಳು

ಈ ಡಯೋಡ್‌ಗಳ ಗುಂಪನ್ನು ರಿವರ್ಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ (50 V ನಿಂದ 5 kV ವರೆಗೆ) ಮತ್ತು ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಕರೆಂಟ್ (10 A ನಿಂದ 5 kA ವರೆಗೆ) ಹೆಚ್ಚಿನ ಮೌಲ್ಯಗಳಿಂದ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲಾಗಿದೆ. ಡಯೋಡ್‌ಗಳ ಬೃಹತ್ ಅರೆವಾಹಕ ರಚನೆಯು ಅವುಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಕುಗ್ಗಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಡಯೋಡ್ಗಳ ಹಿಮ್ಮುಖ ಚೇತರಿಕೆಯ ಸಮಯವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 25-100 μs ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ, ಇದು 1 kHz ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನಗಳೊಂದಿಗೆ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.ನಿಯಮದಂತೆ, ಅವರು 50 (60) Hz ಆವರ್ತನದೊಂದಿಗೆ ಕೈಗಾರಿಕಾ ನೆಟ್ವರ್ಕ್ಗಳಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಾರೆ. ಈ ಗುಂಪಿನ ಡಯೋಡ್ಗಳಲ್ಲಿ ನಿರಂತರ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್ 2.5-3 ವಿ.

ಪವರ್ ಡಯೋಡ್‌ಗಳು ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ಯಾಕೇಜ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಬರುತ್ತವೆ. ಅತ್ಯಂತ ವ್ಯಾಪಕವಾದ ಎರಡು ವಿಧದ ಮರಣದಂಡನೆ: ಒಂದು ಪಿನ್ ಮತ್ತು ಟ್ಯಾಬ್ಲೆಟ್ (Fig. 2 a, b).

ಅಕ್ಕಿ. 2. ಡಯೋಡ್ ದೇಹಗಳ ನಿರ್ಮಾಣ: a - ಪಿನ್; ಬಿ - ಟ್ಯಾಬ್ಲೆಟ್

ವೇಗದ ಚೇತರಿಕೆ ಡಯೋಡ್ಗಳು. ಈ ಗುಂಪಿನ ಡಯೋಡ್‌ಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ, ರಿವರ್ಸ್ ಚೇತರಿಕೆಯ ಸಮಯವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ವಿವಿಧ ತಾಂತ್ರಿಕ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ, ಚಿನ್ನ ಅಥವಾ ಪ್ಲಾಟಿನಂನ ಪ್ರಸರಣ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಡೋಪಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.ಇದು ಚೇತರಿಕೆಯ ಸಮಯವನ್ನು 3-5 μs ಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಇದು ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಕರೆಂಟ್ ಮತ್ತು ರಿವರ್ಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನ ಅನುಮತಿಸುವ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅನುಮತಿಸುವ ಪ್ರಸ್ತುತ ಮೌಲ್ಯಗಳು 10 A ನಿಂದ 1 kA ವರೆಗೆ, ರಿವರ್ಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ - 50 V ನಿಂದ 3 kV ವರೆಗೆ. ವೇಗವಾದ ಡಯೋಡ್ಗಳು 0.1-0.5 μs ನ ಹಿಮ್ಮುಖ ಚೇತರಿಕೆಯ ಸಮಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಅಂತಹ ಡಯೋಡ್ಗಳನ್ನು 10 kHz ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನಗಳೊಂದಿಗೆ ಪಲ್ಸ್ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಗುಂಪಿನ ಡಯೋಡ್‌ಗಳ ವಿನ್ಯಾಸವು ಸಾಮಾನ್ಯ ಉದ್ದೇಶದ ಡಯೋಡ್‌ಗಳಂತೆಯೇ ಇರುತ್ತದೆ.

ಡಯೋಡ್ ಶಾಟ್ಕಿ

ಸ್ಕಾಟ್ಕಿ ಡಯೋಡ್ಗಳ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ತತ್ವವು ಲೋಹದ ಮತ್ತು ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳ ನಡುವಿನ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಪ್ರದೇಶದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ. ಪವರ್ ಡಯೋಡ್‌ಗಳಿಗಾಗಿ, ಎನ್-ಟೈಪ್ ಡಿಪ್ಲೀಟೆಡ್ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನ ಪದರವನ್ನು ಅರೆವಾಹಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಲೋಹದ ಬದಿಯಲ್ಲಿ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಋಣಾತ್ಮಕ ಚಾರ್ಜ್ ಮತ್ತು ಅರೆವಾಹಕ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಧನಾತ್ಮಕ ಚಾರ್ಜ್ ಇರುತ್ತದೆ.

ಸ್ಕಾಟ್ಕಿ ಡಯೋಡ್‌ಗಳ ವಿಶಿಷ್ಟತೆಯೆಂದರೆ ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ಕರೆಂಟ್ ಮುಖ್ಯ ವಾಹಕಗಳಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಚಲನೆಯಿಂದ ಮಾತ್ರ. ಅಲ್ಪಸಂಖ್ಯಾತ ಕ್ಯಾರಿಯರ್ ಶೇಖರಣೆಯ ಕೊರತೆಯು ಶಾಟ್ಕಿ ಡಯೋಡ್ಗಳ ಜಡತ್ವವನ್ನು ಗಣನೀಯವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.ಚೇತರಿಕೆಯ ಸಮಯವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 0.3 μs ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿಲ್ಲ, ಫಾರ್ವರ್ಡ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್ ಸುಮಾರು 0.3 V ಆಗಿದೆ. ಈ ಡಯೋಡ್‌ಗಳಲ್ಲಿನ ರಿವರ್ಸ್ ಕರೆಂಟ್ ಮೌಲ್ಯಗಳು p-n- ಜಂಕ್ಷನ್ ಡಯೋಡ್‌ಗಳಿಗಿಂತ 2-3 ಆರ್ಡರ್‌ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ. ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುವ ರಿವರ್ಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 100 V ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿಲ್ಲ. ಅವುಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಪಲ್ಸ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.