டையோடு
எலக்ட்ரானிக் கூறுகளில், ஒரு திசையில் மின்னோட்டத்தை மட்டுமே அனுமதிக்கும் இரண்டு மின்முனைகளைக் கொண்ட ஒரு சாதனம் பெரும்பாலும் அதன் சரிசெய்தல் செயல்பாட்டிற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மற்றும் வரக்டர் டையோட்கள் மின்னணு அனுசரிப்பு மின்தேக்கிகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பெரும்பாலான டையோட்கள் கொண்டிருக்கும் தற்போதைய திசையானது பொதுவாக "சரிசெய்தல்" செயல்பாடு என குறிப்பிடப்படுகிறது. ஒரு டையோடின் மிகவும் பொதுவான செயல்பாடு, மின்னோட்டத்தை ஒரு திசையில் மட்டுமே செல்ல அனுமதிப்பது (முன்னோக்கி சார்பு என அழைக்கப்படுகிறது), மற்றும் அதை தலைகீழாக தடுப்பது (தலைகீழ் பயாஸ் என அழைக்கப்படுகிறது). எனவே, டையோட்கள் காசோலை வால்வுகளின் மின்னணு பதிப்புகளாக கருதப்படலாம்.
ஆரம்பகால வெற்றிட மின்னணு டையோட்கள்; மின்னோட்டத்தை ஒரே திசையில் கடத்தக்கூடிய மின்னணு சாதனம் இது. செமிகண்டக்டர் டையோடு உள்ளே இரண்டு முன்னணி முனையங்களுடன் ஒரு PN சந்திப்பு உள்ளது, மேலும் இந்த மின்னணு சாதனம் பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தத்தின் திசைக்கு ஏற்ப ஒரு திசை மின்னோட்ட கடத்துத்திறனைக் கொண்டுள்ளது. பொதுவாக, ஒரு படிக டையோடு என்பது p-வகை மற்றும் n-வகை குறைக்கடத்திகளை சின்டரிங் செய்வதன் மூலம் உருவாக்கப்பட்ட ஒரு pn சந்திப்பு இடைமுகமாகும். ஸ்பேஸ் சார்ஜ் அடுக்குகள் அதன் இடைமுகத்தின் இருபுறமும் உருவாக்கப்பட்டு, சுயமாக கட்டமைக்கப்பட்ட மின்சார புலத்தை உருவாக்குகின்றன. பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தம் பூஜ்ஜியத்திற்கு சமமாக இருக்கும்போது, pn சந்திப்பின் இருபுறமும் உள்ள சார்ஜ் கேரியர்களின் செறிவு வேறுபாட்டால் ஏற்படும் பரவல் மின்னோட்டம் மற்றும் சுயமாக கட்டமைக்கப்பட்ட மின்சார புலத்தால் ஏற்படும் சறுக்கல் மின்னோட்டம் ஆகியவை சமமாக இருக்கும் மற்றும் மின்சார சமநிலை நிலையில் இருக்கும். சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ் டையோட்களின் சிறப்பியல்பு.
ஆரம்பகால டையோட்களில் "கேட் விஸ்கர் கிரிஸ்டல்கள்" மற்றும் வெற்றிட குழாய்கள் (இங்கிலாந்தில் "வெப்ப அயனியாக்கம் வால்வுகள்" என்று அழைக்கப்படும்) ஆகியவை அடங்கும். தற்போது மிகவும் பொதுவான டையோட்கள் பெரும்பாலும் சிலிக்கான் அல்லது ஜெர்மானியம் போன்ற குறைக்கடத்தி பொருட்களைப் பயன்படுத்துகின்றன.
பண்பு
நேர்மறை
முன்னோக்கி மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படும் போது, முன்னோக்கி பண்புகளின் தொடக்கத்தில், முன்னோக்கி மின்னழுத்தம் மிகவும் சிறியது மற்றும் PN சந்திப்பிற்குள் உள்ள மின்சார புலத்தின் தடுப்பு விளைவை சமாளிக்க போதுமானதாக இல்லை. முன்னோக்கி மின்னோட்டம் கிட்டத்தட்ட பூஜ்ஜியமாகும், மேலும் இந்த பகுதி இறந்த மண்டலம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. டையோடு நடத்த முடியாத முன்னோக்கி மின்னழுத்தம் இறந்த மண்டல மின்னழுத்தம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. முன்னோக்கி மின்னழுத்தம் இறந்த மண்டல மின்னழுத்தத்தை விட அதிகமாக இருக்கும்போது, PN சந்திப்பின் உள்ளே உள்ள மின்சார புலம் கடக்கப்படுகிறது, டையோடு முன்னோக்கி திசையில் நடத்துகிறது, மேலும் மின்னழுத்தத்தின் அதிகரிப்புடன் மின்னோட்டம் வேகமாக அதிகரிக்கிறது. தற்போதைய பயன்பாட்டின் இயல்பான வரம்பிற்குள், கடத்துகையின் போது டையோடின் முனைய மின்னழுத்தம் கிட்டத்தட்ட மாறாமல் இருக்கும், மேலும் இந்த மின்னழுத்தம் டையோடின் முன்னோக்கி மின்னழுத்தம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. டையோடு முழுவதும் முன்னோக்கி மின்னழுத்தம் ஒரு குறிப்பிட்ட மதிப்பை மீறும் போது, உள் மின்சார புலம் விரைவாக பலவீனமடைகிறது, பண்பு மின்னோட்டம் வேகமாக அதிகரிக்கிறது மற்றும் டையோடு முன்னோக்கி திசையில் நடத்துகிறது. இது வாசல் மின்னழுத்தம் அல்லது வாசல் மின்னழுத்தம் என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது சிலிக்கான் குழாய்களுக்கு சுமார் 0.5V மற்றும் ஜெர்மானிய குழாய்களுக்கு 0.1V ஆகும். சிலிக்கான் டையோட்களின் முன்னோக்கி கடத்தல் மின்னழுத்த வீழ்ச்சி சுமார் 0.6-0.8V மற்றும் ஜெர்மானியம் டையோட்களின் முன்னோக்கி கடத்தல் மின்னழுத்த வீழ்ச்சி சுமார் 0.2-0.3V ஆகும்.
தலைகீழ் துருவமுனைப்பு
பயன்படுத்தப்படும் தலைகீழ் மின்னழுத்தம் ஒரு குறிப்பிட்ட வரம்பைத் தாண்டாதபோது, டையோடு வழியாக செல்லும் மின்னோட்டம் சிறுபான்மை கேரியர்களின் சறுக்கல் இயக்கத்தால் உருவாகும் தலைகீழ் மின்னோட்டமாகும். சிறிய தலைகீழ் மின்னோட்டம் காரணமாக, டையோடு கட்-ஆஃப் நிலையில் உள்ளது. இந்த தலைகீழ் மின்னோட்டம் தலைகீழ் செறிவூட்டல் மின்னோட்டம் அல்லது கசிவு மின்னோட்டம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் ஒரு டையோடின் தலைகீழ் செறிவூட்டல் மின்னோட்டம் வெப்பநிலையால் பெரிதும் பாதிக்கப்படுகிறது. ஒரு பொதுவான சிலிக்கான் டிரான்சிஸ்டரின் தலைகீழ் மின்னோட்டம் ஜெர்மானிய டிரான்சிஸ்டரை விட மிகச் சிறியது. குறைந்த சக்தி கொண்ட சிலிக்கான் டிரான்சிஸ்டரின் தலைகீழ் செறிவூட்டல் மின்னோட்டம் nA வரிசையில் உள்ளது, அதே சமயம் குறைந்த ஆற்றல் கொண்ட ஜெர்மானிய டிரான்சிஸ்டர் μA வரிசையில் உள்ளது. வெப்பநிலை உயரும் போது, குறைக்கடத்தி வெப்பத்தால் உற்சாகமடைகிறது. சிறுபான்மை கேரியர்கள் அதிகரிக்கிறது, மேலும் தலைகீழ் செறிவூட்டல் மின்னோட்டமும் அதற்கேற்ப அதிகரிக்கிறது.
முறிவு
பயன்படுத்தப்படும் தலைகீழ் மின்னழுத்தம் ஒரு குறிப்பிட்ட மதிப்பை மீறும் போது, தலைகீழ் மின்னோட்டம் திடீரென அதிகரிக்கும், இது மின் முறிவு என்று அழைக்கப்படுகிறது. மின் முறிவை ஏற்படுத்தும் முக்கியமான மின்னழுத்தம் டையோடு தலைகீழ் முறிவு மின்னழுத்தம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. மின் முறிவு ஏற்பட்டால், டையோடு அதன் ஒரு திசை கடத்துத்திறனை இழக்கிறது. மின் முறிவு காரணமாக டையோடு அதிக வெப்பமடையவில்லை என்றால், அதன் ஒரு திசை கடத்துத்திறன் நிரந்தரமாக அழிக்கப்படாது. பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தத்தை அகற்றிய பின்னரும் அதன் செயல்திறனை மீட்டெடுக்க முடியும், இல்லையெனில் டையோடு சேதமடையும். எனவே, டையோடு பயன்படுத்தப்படும் போது அதிகப்படியான தலைகீழ் மின்னழுத்தம் தவிர்க்கப்பட வேண்டும்.
ஒரு டையோடு என்பது ஒரு திசை கடத்துத்திறன் கொண்ட இரண்டு முனைய சாதனமாகும், இது மின்னணு டையோட்கள் மற்றும் கிரிஸ்டல் டையோட்களாக பிரிக்கப்படலாம். இழையின் வெப்ப இழப்பு காரணமாக எலக்ட்ரானிக் டையோட்கள் கிரிஸ்டல் டையோட்களை விட குறைந்த செயல்திறன் கொண்டவை, எனவே அவை அரிதாகவே காணப்படுகின்றன. கிரிஸ்டல் டையோட்கள் மிகவும் பொதுவானவை மற்றும் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. டையோட்களின் ஒரே திசை கடத்துத்திறன் கிட்டத்தட்ட அனைத்து மின்னணு சுற்றுகளிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் பல சுற்றுகளில் குறைக்கடத்தி டையோட்கள் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. அவை ஆரம்பகால குறைக்கடத்தி சாதனங்களில் ஒன்றாகும் மற்றும் பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன.
சிலிக்கான் டையோடின் முன்னோக்கி மின்னழுத்த வீழ்ச்சி 0.7V ஆகும், அதே சமயம் ஜெர்மானியம் டையோடின் முன்னோக்கி மின்னழுத்த வீழ்ச்சி 0.3V ஆகும். ஒளி-உமிழும் டையோடு முன்னோக்கி மின்னழுத்த வீழ்ச்சி வெவ்வேறு ஒளிரும் வண்ணங்களுடன் மாறுபடும். முக்கியமாக மூன்று வண்ணங்கள் உள்ளன, மேலும் குறிப்பிட்ட மின்னழுத்த வீழ்ச்சி குறிப்பு மதிப்புகள் பின்வருமாறு: சிவப்பு ஒளி-உமிழும் டையோட்களின் மின்னழுத்த வீழ்ச்சி 2.0-2.2V, மஞ்சள் ஒளி-உமிழும் டையோட்களின் மின்னழுத்த வீழ்ச்சி 1.8-2.0V மற்றும் மின்னழுத்தம் பச்சை ஒளி-உமிழும் டையோட்களின் துளி 3.0-3.2V ஆகும். சாதாரண ஒளி உமிழ்வின் போது மதிப்பிடப்பட்ட மின்னோட்டம் சுமார் 20mA ஆகும்.
ஒரு டையோடின் மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்டமானது நேர்கோட்டில் தொடர்புடையது அல்ல, எனவே வெவ்வேறு டையோட்களை இணையாக இணைக்கும்போது, பொருத்தமான மின்தடையங்கள் இணைக்கப்பட வேண்டும்.
பண்பு வளைவு
PN சந்திப்புகளைப் போலவே, டையோட்களும் ஒரு திசை கடத்துத்திறனைக் கொண்டுள்ளன. சிலிக்கான் டையோடின் வழக்கமான வோல்ட் ஆம்பியர் பண்பு வளைவு. ஒரு முன்னோக்கி மின்னழுத்தம் ஒரு டையோடு பயன்படுத்தப்படும் போது, மின்னழுத்த மதிப்பு குறைவாக இருக்கும்போது மின்னோட்டம் மிகவும் சிறியதாக இருக்கும்; மின்னழுத்தம் 0.6V ஐ விட அதிகமாக இருக்கும்போது, மின்னோட்டம் அதிவேகமாக அதிகரிக்கத் தொடங்குகிறது, இது பொதுவாக டையோடின் டர்ன்-ஆன் மின்னழுத்தம் என குறிப்பிடப்படுகிறது; மின்னழுத்தம் சுமார் 0.7V ஐ அடையும் போது, டையோடு முழு கடத்தும் நிலையில் உள்ளது, இது பொதுவாக டையோடின் கடத்தல் மின்னழுத்தம் என குறிப்பிடப்படுகிறது, இது UD குறியீட்டால் குறிப்பிடப்படுகிறது.
ஜெர்மானியம் டையோட்களுக்கு, டர்ன்-ஆன் மின்னழுத்தம் 0.2V மற்றும் கடத்தல் மின்னழுத்தம் UD தோராயமாக 0.3V ஆகும். ஒரு டையோடுக்கு ஒரு தலைகீழ் மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படும் போது, மின்னழுத்த மதிப்பு குறைவாக இருக்கும்போது மின்னோட்டம் மிகவும் சிறியதாக இருக்கும், மேலும் அதன் தற்போதைய மதிப்பு தலைகீழ் செறிவூட்டல் மின்னோட்டம் IS ஆகும். தலைகீழ் மின்னழுத்தம் ஒரு குறிப்பிட்ட மதிப்பை மீறும் போது, மின்னோட்டம் கூர்மையாக அதிகரிக்கத் தொடங்குகிறது, இது தலைகீழ் முறிவு என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த மின்னழுத்தம் டையோடின் தலைகீழ் முறிவு மின்னழுத்தம் என்று அழைக்கப்படுகிறது மற்றும் UBR குறியீட்டால் குறிப்பிடப்படுகிறது. பல்வேறு வகையான டையோட்களின் முறிவு மின்னழுத்தம் UBR மதிப்புகள் பல்லாயிரக்கணக்கான வோல்ட்கள் வரை வேறுபடுகின்றன.
தலைகீழ் முறிவு
ஜீனர் முறிவு
பொறிமுறையின் அடிப்படையில் தலைகீழ் முறிவை இரண்டு வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்: ஜீனர் முறிவு மற்றும் பனிச்சரிவு முறிவு. அதிக ஊக்கமருந்து செறிவு ஏற்பட்டால், தடுப்புப் பகுதியின் சிறிய அகலம் மற்றும் பெரிய தலைகீழ் மின்னழுத்தம் காரணமாக, தடுப்புப் பகுதியில் உள்ள கோவலன்ட் பிணைப்பு அமைப்பு அழிக்கப்படுகிறது, இதனால் வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான்கள் கோவலன்ட் பிணைப்புகளிலிருந்து விடுபட்டு எலக்ட்ரான் துளை ஜோடிகளை உருவாக்குகின்றன. மின்னோட்டத்தில் கூர்மையான அதிகரிப்பு ஏற்படுகிறது. இந்த முறிவு Zener முறிவு என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஊக்கமருந்து செறிவு குறைவாகவும், தடுப்புப் பகுதியின் அகலம் அகலமாகவும் இருந்தால், ஜீனர் முறிவை ஏற்படுத்துவது எளிதல்ல.
பனிச்சரிவு முறிவு
மற்றொரு வகை முறிவு பனிச்சரிவு முறிவு ஆகும். தலைகீழ் மின்னழுத்தம் ஒரு பெரிய மதிப்புக்கு அதிகரிக்கும் போது, பயன்படுத்தப்படும் மின்சார புலம் எலக்ட்ரான் சறுக்கல் வேகத்தை துரிதப்படுத்துகிறது, இது கோவலன்ட் பிணைப்பில் உள்ள வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான்களுடன் மோதலை ஏற்படுத்துகிறது, அவற்றை கோவலன்ட் பிணைப்பிலிருந்து வெளியேற்றி புதிய எலக்ட்ரான் துளை ஜோடிகளை உருவாக்குகிறது. புதிதாக உருவாக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான்களின் துளைகள் மின்சார புலத்தால் துரிதப்படுத்தப்பட்டு மற்ற வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான்களுடன் மோதுகின்றன, இதனால் சார்ஜ் கேரியர்களின் அதிகரிப்பு மற்றும் மின்னோட்டத்தில் கூர்மையான அதிகரிப்பு போன்ற பனிச்சரிவு ஏற்படுகிறது. இந்த வகை முறிவு பனிச்சரிவு முறிவு என்று அழைக்கப்படுகிறது. முறிவின் வகையைப் பொருட்படுத்தாமல், மின்னோட்டம் மட்டுப்படுத்தப்படாவிட்டால், அது PN சந்திப்பிற்கு நிரந்தர சேதத்தை ஏற்படுத்தலாம்.
இடுகை நேரம்: ஆகஸ்ட்-08-2024