हिमस्खलन डायोड

Avalanche diode

प्रकार	Passive
Working principle	Avalanche breakdown

इलेक्ट्रॉनिक्स में, एक हिमस्खलन डायोड एक डायोड (सिलिकॉन या अन्य अर्धचालक से बना) है जिसे निर्दिष्ट रिवर्स बायस वोल्टेज पर हिमस्खलन टूटने का अनुभव करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। हिमस्खलन डायोड के जंक्शन को वर्तमान एकाग्रता और परिणामी गर्म स्थानों को रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया है, ताकि डायोड टूटने से बचा रहे। हिमस्खलन का टूटना अल्पसंख्यक वाहकों के कारण होता है जो क्रिस्टल 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 ब्रेकडाउन पूरे जंक्शन में एक समान है, ब्रेकडाउन वोल्टेज करंट बदलने के साथ लगभग स्थिर है जब एक गैर-हिमस्खलन डायोड की तुलना में। ज़ेनर डायोड जेनर टूटना के अलावा स्पष्ट रूप से समान प्रभाव प्रदर्शित करता है। ऐसे किसी भी डायोड में दोनों प्रभाव मौजूद होते हैं, लेकिन आमतौर पर एक दूसरे पर हावी रहता है। हिमस्खलन डायोड को हिमस्खलन प्रभाव के लिए अनुकूलित किया जाता है, इसलिए वे ब्रेकडाउन स्थितियों के तहत छोटे लेकिन महत्वपूर्ण वोल्टेज ड्रॉप प्रदर्शित करते हैं, जेनर डायोड के विपरीत जो हमेशा ब्रेकडाउन से अधिक वोल्टेज बनाए रखते हैं। यह सुविधा एक साधारण जेनर डायोड की तुलना में बेहतर सर्ज सुरक्षा प्रदान करती है और गैस-डिस्चार्ज ट्यूब रिप्लेसमेंट की तरह अधिक कार्य करती है। हिमस्खलन डायोड में वोल्टेज का एक छोटा सकारात्मक तापमान गुणांक होता है, जबकि जेनर प्रभाव पर निर्भर डायोड का नकारात्मक तापमान गुणांक होता है।

उपयोग करता है

हिमस्खलन डायोड वर्तमान बनाम वोल्टेज विशेषता

वोल्टेज संदर्भ

ब्रेकडाउन के बाद वोल्टेज बदलते करंट के साथ थोड़ा ही बदलता है। यह हिमस्खलन डायोड को एक प्रकार के वोल्टेज संदर्भ के रूप में उपयोगी बनाता है। लगभग 6–8 वोल्ट से अधिक रेट किए गए वोल्टेज संदर्भ डायोड आम तौर पर हिमस्खलन डायोड होते हैं।

संरक्षण

वोल्टेज से अधिक के खिलाफ विद्युत सर्किट की सुरक्षा के लिए एक सामान्य अनुप्रयोग है। हिमस्खलन डायोड सर्किट से जुड़ा है ताकि यह रिवर्स-बायस्ड 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 डिजाइन सीमा से अधिक बढ़ जाता है, तो डायोड हिमस्खलन टूटने में चला जाता है, जिससे हानिकारक वोल्टेज जमीन पर आ जाता है। जब इस फैशन में उपयोग किया जाता है, तो उन्हें अक्सर क्लैपर (इलेक्ट्रॉनिक्स) या क्षणिक-वोल्टेज-दमन डायोड | क्षणिक-वोल्टेज सप्रेसर्स के रूप में संदर्भित किया जाता है क्योंकि वे अधिकतम वोल्टेज को पूर्व निर्धारित स्तर पर फिक्स या क्लैंप करते हैं। हिमस्खलन डायोड सामान्य रूप से इस भूमिका के लिए उनके क्लैम्पिंग वोल्टेज V द्वारा निर्दिष्ट किए जाते हैं_BR और क्षणिक ऊर्जा की अधिकतम मात्रा जो वे अवशोषित कर सकते हैं, या तो ऊर्जा (जूल में) या द्वारा निर्दिष्ट की जाती है $i^{2}rt$. 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 आमतौर पर रेडियो उपकरण और हार्डवेयर यादृच्छिक संख्या जनरेटर में शोर स्रोत के रूप में उपयोग किए जाते हैं। उदाहरण के लिए, वे अक्सर ऐन्टेना विश्लेषक पुलों के लिए आरएफ के स्रोत के रूप में उपयोग किए जाते हैं। हिमस्खलन डायोड का उपयोग सफेद शोर जनरेटर के रूप में भी किया जा सकता है।

माइक्रोवेव-फ्रीक्वेंसी जेनरेशन

यदि एक गुंजयमान सर्किट में रखा जाता है, तो हिमस्खलन डायोड नकारात्मक प्रतिरोध | नकारात्मक-प्रतिरोध उपकरणों के रूप में कार्य कर सकता है। IMPATT डायोड फ्रीक्वेंसी जेनरेशन के लिए अनुकूलित हिमस्खलन डायोड है।

एकल-फ़ोटॉन हिमस्खलन डिटेक्टर

Main article: Single-photon avalanche diode

ये डोप्ड 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 डिटेक्टर है। वे उच्च-गति, निम्न-प्रकाश-स्तर अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए आदर्श हैं। हिमस्खलन फोटोडायोड सैकड़ों वोल्ट तक के रिवर्स बायस वोल्टेज के साथ संचालित होता है, जो इसके ब्रेकडाउन वोल्टेज 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 फोटोकरंट को पंजीकृत किया जा सकता है।

यह भी देखें

• हिमस्खलन ट्रांजिस्टर
• क्षणिक-वोल्टेज-दमन डायोड