हिमस्खलन डायोड: Difference between revisions
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इलेक्ट्रानिकी में, एक [[डायोड|हिमस्खलन डायोड]] एक डायोड ([[सिलिकॉन]] या अन्य [[अर्धचालक]] से बना) है जिसे निर्दिष्ट उलटे पूर्वाग्रह [[वोल्टेज|विद्युत दाब]] पर हिमस्खलन टूटने का अनुभव करने के लिए रचित किया गया है। [[डायोड|हिमस्खलन डायोड]] के संगम को वर्तमान एकाग्रता और परिणामी गर्म स्थानों को रोकने के लिए रचित किया गया है, जिससे डायोड टूटने से बचा रहे। हिमस्खलन का टूटना अल्पसंख्यक वाहकों के कारण होता है जो स्फटिक जाली में आयनीकरण बनाने के लिए पर्याप्त रूप से त्वरित होते हैं, जिससे अधिक वाहक बनते हैं, जो बदले में अधिक आयनीकरण बनाते हैं। क्योंकि हिमस्खलन टूट - फूट पूरे संगम में एक समान है जब एक गैर-हिमस्खलन डायोड से तुलना करने में, टूट - फूट [[वोल्टेज|विद्युत दाब]] प्रवाह बदलने के साथ लगभग स्थिर है। {{clarify|date=September 2020}}<ref>L. W. Turner, (ed.), ''Electronics Engineer's Reference Book, 4th Edition'', Newnes, 1976, pages 8{{hyphen}}9 to 8{{hyphen}}10.</ref> | |||
[[ ज़ेनर डायोड | ज़ेनर डायोड]] [[ जेनर टूटना | जेनर टूटने]] के अलावा स्पष्ट रूप से समान प्रभाव प्रदर्शित करता है। ऐसे किसी भी डायोड में दोनों प्रभाव उपस्थित होते हैं, लेकिन सामान्यत: एक दूसरे पर हावी रहता है। [[डायोड|हिमस्खलन डायोड]] को हिमस्खलन प्रभाव के लिए अनुकूलित किया जाता है, इसलिए वे टूट-फूट स्थितियों के तहत छोटे लेकिन महत्वपूर्ण विद्युत दाब कण प्रदर्शित करते हैं, [[ ज़ेनर डायोड |ज़ेनर डायोड]] के विपरीत जो हमेशा टूटने-फूटने से अधिक विद्युत दाब बनाए रखते हैं। यह सुविधा एक साधारण [[ ज़ेनर डायोड |ज़ेनर डायोड]] की तुलना में अच्छी आवेश सुरक्षा प्रदान करती है और गैस[[गैस-डिस्चार्ज ट्यूब|-]]स्रावित नली प्रतिस्थापन की तरह अधिक कार्य करती है। [[डायोड|हिमस्खलन डायोड]] में [[वोल्टेज|विद्युत दाब]] का एक छोटा सकारात्मक तापमान गुणांक होता है, जबकि जेनर प्रभाव पर निर्भर डायोड का नकारात्मक तापमान गुणांक होता है। <ref>Jacob Millman ''Microelectronics'', McGraw-Hill, 1979. {{ISBN|0-07-042327-X}}, pp. 45–47.</ref> | |||
=== [[वोल्टेज संदर्भ]] === | |||
== '''उपयोग''' == | |||
[[File:V-a characteristic Zener diode.svg|thumb|right|alt=Line graph of current vs voltage shows nearly constant voltage in breakdown. | हिमस्खलन डायोड वर्तमान बनाम विद्युत दाब विशेषता]] | |||
=== [[वोल्टेज संदर्भ|विद्युत दाब संदर्भ]] === | |||
टूट-फूट के बाद [[वोल्टेज|विद्युत दाब]] के बदलते प्रवाह के साथ थोड़ा ही बदलता है। यह [[डायोड|हिमस्खलन डायोड]] को एक प्रकार के विद्युत दाब संदर्भ के रूप में उपयोगी बनाता है। लगभग 6–8 वोल्ट से अधिक रेट किए गए विद्युत दाब संदर्भ डायोड सामान्यत: [[डायोड|हिमस्खलन डायोड]] होते हैं। | |||
=== संरक्षण === | === संरक्षण === | ||
[[वोल्टेज से अधिक]] के | [[वोल्टेज से अधिक|विद्युत दाब में अधिक]] के विपरीत [[ विद्युत सर्किट |विद्युत सर्किट]] की सुरक्षा के लिए एक सामान्य अनुप्रयोग है। [[डायोड|हिमस्खलन डायोड]] सर्किट से जुड़ा है जिससे यह उल्टे पक्षपाती हो। दूसरे शब्दों में, इसका [[कैथोड]] इसके [[एनोड]] के संबंध में सकारात्मक है। इस विन्यास में, डायोड अचालक है और सर्किट में हस्तक्षेप नहीं करता है। यदि [[वोल्टेज|विद्युत दाब]] रचना सीमा से अधिक बढ़ जाती है, तो डायोड हिमस्खलन टूटने में चला जाता है, जिससे हानिकारक विद्युत दाब जमीन पर आ जाता है। जब इस विधान में उपयोग किया जाता है, तो उन्हें प्राय: दबाव या [[क्षणिक-वोल्टेज-दमन डायोड|क्षणिक-विद्युत दाब-दमन डायोड]] के रूप में संदर्भित किया जाता है क्योंकि वे अधिकतम विद्युत दाब को पूर्व निर्धारित स्तर पर स्थिर या दबाव करते हैं। [[डायोड|हिमस्खलन डायोड]] सामान्य रूप से इस भूमिका के लिए उनके दबाव [[वोल्टेज|विद्युत दाब]] V<sub>BR</sub> द्वारा निर्दिष्ट किए जाते हैं और क्षणिक ऊर्जा की अधिकतम मात्रा जो वे अवशोषित कर सकते हैं, या तो ऊर्जा (जूल में) या द्वारा निर्दिष्ट की जाती है <math>i^2rt</math>. हिमस्खलन का टूटना तब तक विनाशकारी नहीं होता है जब तक डायोड को ज़्यादा गरम होने से रोका जाता है। | ||
===रेडियो-आवृत्ति शोर पीढ़ी=== | ===रेडियो-आवृत्ति शोर पीढ़ी=== | ||
हिमस्खलन डायोड रेडियो-आवृत्ति शोर उत्पन्न करते हैं। वे | [[डायोड|हिमस्खलन डायोड]] रेडियो-आवृत्ति शोर उत्पन्न करते हैं। वे सामान्यत: रेडियो उपकरण और [[हार्डवेयर यादृच्छिक संख्या जनरेटर|हार्डवेयर यादृच्छिक संख्या जनित्र]] में शोर स्रोत के रूप में उपयोग किए जाते हैं। उदाहरण के लिए, वे प्राय: एंटीना विश्लेषक पुलों के लिए रेडियो-आवृत्ति के स्रोत के रूप में उपयोग किए जाते हैं। [[डायोड|हिमस्खलन डायोड]] का उपयोग सफेद शोर जनित्र के रूप में भी किया जा सकता है। | ||
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यदि एक गुंजयमान सर्किट में रखा जाता है, तो हिमस्खलन डायोड [[नकारात्मक प्रतिरोध]] | इसे यदि एक गुंजयमान सर्किट में रखा जाता है, तो [[डायोड|हिमस्खलन डायोड]] [[नकारात्मक प्रतिरोध]] उपकरणों के रूप में कार्य कर सकता है। प्रभाव आयनीकरण हिमस्खलन ट्रांजिट-टाइम डायोड आव्रत्ति पीढ़ी के लिए अनुकूलित [[डायोड|हिमस्खलन डायोड]] है। | ||
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ये | ये मिले हुए [[सिलिकॉन]] से बने होते हैं और एकल फोटॉनों का पता लगाने के लिए हिमस्खलन टूटने के प्रभाव पर निर्भर करते हैं। [[सिलिकॉन]] हिमस्खलन फोटोडायोड एक उच्च-लाभ फोटॉन संसूचक है। वे उच्च-गति, निम्न-प्रकाश-स्तर अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए आदर्श हैं। <ref>Advanced Photonix. {{cite web |url=http://www.advancedphotonix.com/ap_products/standard_SiAvalanche.asp?from%3Dleftnav |title=Advanced Photonix: Silicon Avalanche Photodiodes and Modules |access-date=2011-12-10 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20111221232030/http://www.advancedphotonix.com/ap_products/standard_SiAvalanche.asp?from=leftnav |archive-date=2011-12-21 }}</ref> हिमस्खलन फोटोडायोड सैकड़ों वोल्ट तक के उल्टे पक्षपाती [[वोल्टेज|विद्युत दाब]] के साथ संचालित होता है, जो इसके टूट-फूट [[वोल्टेज|विद्युत दाब]] से थोड़ा कम होता है। इस शासन में, घटना फोटॉनों द्वारा उत्पन्न इलेक्ट्रॉन-छिद्र जोड़े विद्युत क्षेत्र से बड़ी मात्रा में ऊर्जा लेते हैं, जो अधिक द्वितीयक आवेश वाहक बनाता है। इन इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के साथ केवल एक फोटॉन की फोटोप्रवाह को पंजीकृत किया जा सकता है। | ||
== यह भी देखें == | == यह भी देखें == | ||
* [[हिमस्खलन ट्रांजिस्टर]] | * [[हिमस्खलन ट्रांजिस्टर]] | ||
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==संदर्भ== | ==संदर्भ== | ||
Revision as of 16:58, 15 March 2023
| प्रकार | Passive |
|---|---|
| Working principle | Avalanche breakdown |
इलेक्ट्रानिकी में, एक हिमस्खलन डायोड एक डायोड (सिलिकॉन या अन्य अर्धचालक से बना) है जिसे निर्दिष्ट उलटे पूर्वाग्रह विद्युत दाब पर हिमस्खलन टूटने का अनुभव करने के लिए रचित किया गया है। हिमस्खलन डायोड के संगम को वर्तमान एकाग्रता और परिणामी गर्म स्थानों को रोकने के लिए रचित किया गया है, जिससे डायोड टूटने से बचा रहे। हिमस्खलन का टूटना अल्पसंख्यक वाहकों के कारण होता है जो स्फटिक जाली में आयनीकरण बनाने के लिए पर्याप्त रूप से त्वरित होते हैं, जिससे अधिक वाहक बनते हैं, जो बदले में अधिक आयनीकरण बनाते हैं। क्योंकि हिमस्खलन टूट - फूट पूरे संगम में एक समान है जब एक गैर-हिमस्खलन डायोड से तुलना करने में, टूट - फूट विद्युत दाब प्रवाह बदलने के साथ लगभग स्थिर है।[clarification needed][1]
ज़ेनर डायोड जेनर टूटने के अलावा स्पष्ट रूप से समान प्रभाव प्रदर्शित करता है। ऐसे किसी भी डायोड में दोनों प्रभाव उपस्थित होते हैं, लेकिन सामान्यत: एक दूसरे पर हावी रहता है। हिमस्खलन डायोड को हिमस्खलन प्रभाव के लिए अनुकूलित किया जाता है, इसलिए वे टूट-फूट स्थितियों के तहत छोटे लेकिन महत्वपूर्ण विद्युत दाब कण प्रदर्शित करते हैं, ज़ेनर डायोड के विपरीत जो हमेशा टूटने-फूटने से अधिक विद्युत दाब बनाए रखते हैं। यह सुविधा एक साधारण ज़ेनर डायोड की तुलना में अच्छी आवेश सुरक्षा प्रदान करती है और गैस-स्रावित नली प्रतिस्थापन की तरह अधिक कार्य करती है। हिमस्खलन डायोड में विद्युत दाब का एक छोटा सकारात्मक तापमान गुणांक होता है, जबकि जेनर प्रभाव पर निर्भर डायोड का नकारात्मक तापमान गुणांक होता है। [2]
उपयोग
विद्युत दाब संदर्भ
टूट-फूट के बाद विद्युत दाब के बदलते प्रवाह के साथ थोड़ा ही बदलता है। यह हिमस्खलन डायोड को एक प्रकार के विद्युत दाब संदर्भ के रूप में उपयोगी बनाता है। लगभग 6–8 वोल्ट से अधिक रेट किए गए विद्युत दाब संदर्भ डायोड सामान्यत: हिमस्खलन डायोड होते हैं।
संरक्षण
विद्युत दाब में अधिक के विपरीत विद्युत सर्किट की सुरक्षा के लिए एक सामान्य अनुप्रयोग है। हिमस्खलन डायोड सर्किट से जुड़ा है जिससे यह उल्टे पक्षपाती हो। दूसरे शब्दों में, इसका कैथोड इसके एनोड के संबंध में सकारात्मक है। इस विन्यास में, डायोड अचालक है और सर्किट में हस्तक्षेप नहीं करता है। यदि विद्युत दाब रचना सीमा से अधिक बढ़ जाती है, तो डायोड हिमस्खलन टूटने में चला जाता है, जिससे हानिकारक विद्युत दाब जमीन पर आ जाता है। जब इस विधान में उपयोग किया जाता है, तो उन्हें प्राय: दबाव या क्षणिक-विद्युत दाब-दमन डायोड के रूप में संदर्भित किया जाता है क्योंकि वे अधिकतम विद्युत दाब को पूर्व निर्धारित स्तर पर स्थिर या दबाव करते हैं। हिमस्खलन डायोड सामान्य रूप से इस भूमिका के लिए उनके दबाव विद्युत दाब VBR द्वारा निर्दिष्ट किए जाते हैं और क्षणिक ऊर्जा की अधिकतम मात्रा जो वे अवशोषित कर सकते हैं, या तो ऊर्जा (जूल में) या द्वारा निर्दिष्ट की जाती है . हिमस्खलन का टूटना तब तक विनाशकारी नहीं होता है जब तक डायोड को ज़्यादा गरम होने से रोका जाता है।
रेडियो-आवृत्ति शोर पीढ़ी
हिमस्खलन डायोड रेडियो-आवृत्ति शोर उत्पन्न करते हैं। वे सामान्यत: रेडियो उपकरण और हार्डवेयर यादृच्छिक संख्या जनित्र में शोर स्रोत के रूप में उपयोग किए जाते हैं। उदाहरण के लिए, वे प्राय: एंटीना विश्लेषक पुलों के लिए रेडियो-आवृत्ति के स्रोत के रूप में उपयोग किए जाते हैं। हिमस्खलन डायोड का उपयोग सफेद शोर जनित्र के रूप में भी किया जा सकता है।
माइक्रोवेव-आव्रत्ति पीढ़ी
इसे यदि एक गुंजयमान सर्किट में रखा जाता है, तो हिमस्खलन डायोड नकारात्मक प्रतिरोध उपकरणों के रूप में कार्य कर सकता है। प्रभाव आयनीकरण हिमस्खलन ट्रांजिट-टाइम डायोड आव्रत्ति पीढ़ी के लिए अनुकूलित हिमस्खलन डायोड है।
एकल-फ़ोटॉन हिमस्खलन संसूचक
ये मिले हुए सिलिकॉन से बने होते हैं और एकल फोटॉनों का पता लगाने के लिए हिमस्खलन टूटने के प्रभाव पर निर्भर करते हैं। सिलिकॉन हिमस्खलन फोटोडायोड एक उच्च-लाभ फोटॉन संसूचक है। वे उच्च-गति, निम्न-प्रकाश-स्तर अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए आदर्श हैं। [3] हिमस्खलन फोटोडायोड सैकड़ों वोल्ट तक के उल्टे पक्षपाती विद्युत दाब के साथ संचालित होता है, जो इसके टूट-फूट विद्युत दाब से थोड़ा कम होता है। इस शासन में, घटना फोटॉनों द्वारा उत्पन्न इलेक्ट्रॉन-छिद्र जोड़े विद्युत क्षेत्र से बड़ी मात्रा में ऊर्जा लेते हैं, जो अधिक द्वितीयक आवेश वाहक बनाता है। इन इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के साथ केवल एक फोटॉन की फोटोप्रवाह को पंजीकृत किया जा सकता है।
यह भी देखें
- हिमस्खलन ट्रांजिस्टर
- क्षणिक-विद्युत दाब-दमन डायोड
संदर्भ
- ↑ L. W. Turner, (ed.), Electronics Engineer's Reference Book, 4th Edition, Newnes, 1976, pages 8-9 to 8-10.
- ↑ Jacob Millman Microelectronics, McGraw-Hill, 1979. ISBN 0-07-042327-X, pp. 45–47.
- ↑ Advanced Photonix. "Advanced Photonix: Silicon Avalanche Photodiodes and Modules". Archived from the original on 2011-12-21. Retrieved 2011-12-10.
