वोल्टेज संदर्भ

एक वोल्टेज संदर्भ एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो आदर्श रूप से एक निश्चित (स्थिर) वोल्टेज का उत्पादन करता है, भले ही डिवाइस पर लोड, बिजली आपूर्ति भिन्नता, तापमान परिवर्तन और समय बीतने के बावजूद। वोल्टेज संदर्भों का उपयोग बिजली आपूर्ति, एनॉलॉग से डिजिटल परिवर्तित करने वाला उपकरण, डिज़िटल से एनालॉग कन्वर्टर और अन्य माप और नियंत्रण प्रणालियों में किया जाता है। प्रदर्शन में वोल्टेज संदर्भ व्यापक रूप से भिन्न होते हैं; एक कंप्यूटर बिजली आपूर्ति के लिए एक नियामक केवल नाममात्र मूल्य के कुछ प्रतिशत के भीतर अपना मूल्य रख सकता है, जबकि प्रयोगशाला वोल्टेज मानकों में प्रति मिलियन भागों में मापी गई सटीकता और स्थिरता होती है।

मैट्रोलोजी में

शुरुआती वोल्टेज संदर्भ या मानक गीले-रासायनिक सेल थे जैसे क्लार्क सेल और वेस्टन सेल, जो अभी भी कुछ प्रयोगशाला और अंशांकन अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं।

मेट्रोलॉजी में उपयोग किए जाने वाले प्रयोगशाला-ग्रेड ज़ेनर डायोड सेकेंडरी सॉलिड-स्टेट वोल्टेज मानकों का निर्माण प्रति वर्ष लगभग 1 भाग प्रति मिलियन के बहाव के साथ किया जा सकता है। पारंपरिक विद्युत इकाई वाल्ट का मान अब सुपरकंडक्टिव इंटीग्रेटेड सर्किट द्वारा जोसेफसन प्रभाव का उपयोग करके 1 भाग प्रति बिलियन या बेहतर, जोसेफसन वोल्टेज मानक की सटीकता के लिए वोल्टेज प्राप्त करने के लिए बनाए रखा जाता है। सुपरकंडक्टिव टनलिंग में संभावित नए प्रभाव शीर्षक वाला पेपर 1962 में ब्रायन डेविड जोसेफसन द्वारा प्रकाशित किया गया था और 1973 में जोसेफसन को भौतिकी में नोबेल पुरस्कार मिला था।

पूर्व में, पारा बैटरी का उपयोग सुविधाजनक वोल्टेज संदर्भों के रूप में किया जाता था, विशेष रूप से फोटोग्राफिक हल्का मीटर जैसे पोर्टेबल उपकरणों में; पारा बैटरी के उपयोगी जीवन में बहुत स्थिर निर्वहन वोल्टेज था।

सॉलिड स्टेट डिवाइस

किसी भी अर्धचालक डायोड में एक घातीय वोल्टेज/वर्तमान विशेषता होती है जो कभी-कभी वोल्टेज संदर्भ के रूप में उपयोग किए जाने वाले प्रभावी घुटने के वोल्टेज देती है। यह वोल्टेज जर्मेनियम डायोड के लिए 0.3 V से लेकर कुछ प्रकाश उत्सर्जक डायोड के लिए लगभग 3 वोल्ट तक होता है। इन उपकरणों में एक मजबूत तापमान निर्भरता होती है, जो उन्हें तापमान माप के लिए या एनालॉग सर्किट में बयाझिंग की भरपाई के लिए उपयोगी बना सकती है।

जेनर डायोड का उपयोग अक्सर मध्यम स्थिरता और सटीकता का संदर्भ वोल्टेज प्रदान करने के लिए किया जाता है, जो कई इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए उपयोगी होता है। हिमस्खलन डायोड वर्तमान की एक सीमा पर एक समान स्थिर वोल्टेज प्रदर्शित करता है। इस प्रकार के सबसे स्थिर डायोड एक जेनर डायोड को एक फॉरवर्ड डायोड के साथ श्रृंखला में रखकर तापमान-क्षतिपूर्ति करके बनाए जाते हैं; ऐसे डायोड दो-टर्मिनल उपकरणों के रूप में बनाए जाते हैं, उदा. 1N821 श्रृंखला में 7.5 mA पर 6.2 V की समग्र वोल्टेज गिरावट होती है, लेकिन कभी-कभी एकीकृत परिपथों में भी शामिल होते हैं।

एकीकृत सर्किट में उपयोग किया जाने वाला सबसे आम वोल्टेज संदर्भ सर्किट ऊर्जा अंतराल वोल्टेज संदर्भ है। एक बैंडगैप-आधारित संदर्भ (आमतौर पर सिर्फ एक 'बैंडगैप' कहा जाता है) एक डायोड में विकसित वोल्टेज के लिए अलग-अलग वर्तमान घनत्वों पर पक्षपाती दो द्विध्रुवीय जंक्शनों के बीच वोल्टेज अंतर के एक से अधिक को जोड़ने के लिए एनालॉग सर्किट का उपयोग करता है। डायोड वोल्टेज में एक नकारात्मक तापमान गुणांक होता है (अर्थात यह बढ़ते तापमान के साथ घटता है), और जंक्शन वोल्टेज अंतर में एक सकारात्मक तापमान गुणांक होता है। जब इन गुणांकों को रद्द करने के लिए आवश्यक अनुपात में जोड़ा जाता है, तो परिणामी स्थिर मान सेमीकंडक्टर के बैंडगैप वोल्टेज संदर्भ बराबर वोल्टेज होता है। सिलिकॉन में, यह लगभग 1.25 V है। जेनर डायोड#Subsurface_Zeners|दफन-जेनर संदर्भ कम शोर स्तर भी प्रदान कर सकते हैं, लेकिन उच्च ऑपरेटिंग वोल्टेज की आवश्यकता होती है जो कई बैटरी संचालित उपकरणों में उपलब्ध नहीं हैं।

गैस से भरे उपकरण

गैस से भरे ट्यूब और नीयन दीपक का उपयोग वोल्टेज संदर्भ के रूप में भी किया जाता है, मुख्य रूप से ट्यूब-आधारित उपकरण में, क्योंकि गैस डिस्चार्ज को बनाए रखने के लिए आवश्यक वोल्टेज तुलनात्मक रूप से स्थिर होता है। उदाहरण के लिए, लोकप्रिय आरसीए 991 वोल्टेज नियामक ट्यूब एक NE-16 नियॉन लैंप है जो 87 वोल्ट पर जलता है और फिर डिस्चार्ज पथ पर 48–67 वोल्ट रखता है।

यह भी देखें

• बैंडगैप वोल्टेज संदर्भ
• LM317, एक समायोज्य वोल्टेज नियामक
• रबर डायोड, एक द्विध्रुवीय जंक्शन ट्रांजिस्टर सर्किट जो वोल्टेज संदर्भ के रूप में कार्य करता है।

बाहरी संबंध

• AN719 Understanding Voltage-Reference Topologies and Specifications — Maxim Integrated Products, Inc. (Mar 06, 2013)
• The Design of Band-Gap Reference Circuits: Trials and Tribulations — Robert Pease, National Semiconductor
• LT Journal March 2009: How To Choose A Voltage Reference Brendan Whelan, Linear Technology Corporation
• TL431 die internals and reverse engineering of it