টানেল ডায়োড - কাজ এবং অ্যাপ্লিকেশন সার্কিট

একটি টানেল ডায়োড হ'ল এক প্রকার সেমিকন্ডাক্টর ডায়োড যা কোয়ান্টাম যান্ত্রিক প্রভাবের কারণে টানেলিং নামে পরিচিত নেতিবাচক প্রতিরোধের বৈশিষ্ট্যযুক্ত।

এই পোস্টে আমরা টানেল ডায়োডগুলির মূল বৈশিষ্ট্য এবং কাজ এবং এই ডিভাইসটি ব্যবহার করে একটি সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন সার্কিট শিখব।

আমরা দেখব কীভাবে একটি টানেল ডায়োডটি বিদ্যুতে তাপ পরিবর্তন করতে এবং একটি ছোট ব্যাটারি চার্জ করার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।

চিত্র ক্রেডিট: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:GE_1N3716_tunnel_diode.jpg

ওভারভিউ

অর্ধপরিবাহী বিশ্ব থেকে দীর্ঘ অন্তর্ধানের পরে, টানেল ডায়োড, আসলে তাপ শক্তিটিকে বিদ্যুতে রূপান্তরিত করার জন্য এটি প্রয়োগ করা যেতে পারে তার ফলস্বরূপ পুনরায় চালু করা হয়েছিল। টানেলের ডায়োডগুলি হিসাবেও পরিচিত এসকি ডায়োড , এর জাপানি উদ্ভাবকের নামকরণ করা হয়েছে।

উনিশ পঞ্চাশ এবং ষাটের দশকে, প্রাথমিকভাবে আরএফ সার্কিটগুলিতে টানেল ডায়োডগুলি প্রচুর অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে প্রয়োগ করা হয়েছিল, যার মধ্যে তাদের অসাধারণ গুণগুলি অত্যন্ত দ্রুত স্তরের সেন্সর, দোলক, মিশ্রণকারী এবং এর মতো স্টাফ তৈরির জন্য গ্রহণ করা হয়েছিল।

কিভাবে টানেল ডায়োড কাজ করে

একটি স্ট্যান্ডার্ড ডায়োডের বিপরীতে, একটি টানেল ডায়োড একটি অর্ধপরিবাহী পদার্থ ব্যবহার করে কাজ করে যা অবিশ্বাস্যভাবে বড় ডোপিং স্তর রয়েছে, যার ফলে পি-এন জংশনের মধ্যবর্তী অবসন্ন স্তরটি দ্রুততম সিলিকন ডায়োডের চেয়ে প্রায় 1000 গুণ কম হয়ে যায়।

একবার টানেলের ডায়োডটি পক্ষপাতদুষ্ট হয়ে গেলে, পি-এন জংশন জুড়ে ইলেকট্রন প্রবাহের 'টানেলিং' নামে পরিচিত একটি প্রক্রিয়া শুরু হয়।

ডোপড সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে 'টানেলিং' আসলে এমন একটি পদ্ধতি যা প্রচলিত পারমাণবিক অনুমান ব্যবহার করে সহজেই বোধগম্য হয় না এবং সম্ভবত এই ছোট্ট নিবন্ধে আচ্ছাদন করা যায় না।

টানেল ডায়োড ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ এবং বর্তমানের মধ্যে সম্পর্ক

একটি টানেল ডায়োডের সামনের ফোল্টেজ, ইউএফ এবং বর্তমান, আইএফ এর মধ্যে সম্পর্কের পরীক্ষা করার সময়, আমরা দেখতে পাচ্ছি যে ইউনিটটি পিক ভোল্টেজ, আপ এবং উপত্যকার ভোল্টেজ, ইউভির মধ্যে নেতিবাচক প্রতিরোধের বৈশিষ্ট্যের মালিক, যার নীচের চিত্রটিতে প্রদর্শিত হয়েছে।

সুতরাং, যখন ডায়োডটি তার আইএফ-ইউএফ বক্ররেখার ছায়াযুক্ত অঞ্চলের মধ্যে চালিত হয়, তখন ভোল্টেজ উপরে যাওয়ার সাথে সাথে সামনের প্রবাহটি নীচে নেমে আসে। ডায়োডের প্রতিরোধ কোনও সন্দেহ ছাড়াই নেতিবাচক, এবং সাধারণত -আরডি হিসাবে উপস্থাপিত হয়।

এই নিবন্ধে উপস্থাপিত নকশাটি ব্যাটারি চার্জ করার জন্য ক্রমিক সংযুক্ত টানেল ডায়োড ডিভাইসগুলির একটি সেট প্রয়োগ করে সুড়ঙ্গ ডায়োডের উপরের গুণমানের সুবিধা গ্রহণ করে সৌর তাপ (সৌর প্যানেল নয়)।

নীচের চিত্রে যেমন পর্যবেক্ষণ করা হয়েছে, সাত বা ততোধিক গ্যালিয়াম-ইন্ডিয়াম অ্যান্টিমোনাইড (জিআইএসপি) টানেল ডায়োডগুলি সিরিজটিতে জড়িত করা হয় এবং একটি বড় হিটেঙ্কে আটকে দেওয়া হয়, যা তাদের শক্তি অপচয়কে রোধ করতে সহায়তা করে (ইউএফ আরও বেশি বা বর্ধিত হওয়ার সাথে সাথে টানেল ডায়োডগুলি শীতল হয়ে যায়) ।

হিটসিংকটি সৌর তাপের কার্যকর সংশ্লেষ, বা প্রয়োগ করা যেতে পারে এমন অন্য কোনও রূপকে কার্যকর করতে সক্ষম হয়, যার শক্তি প্রস্তাবিত নী-সিডি ব্যাটারি চার্জ করার জন্য চার্জ কারেন্টে রূপান্তরিত হওয়া প্রয়োজন।

টানেল ডায়োড (তাপীয় বিদ্যুৎ) ব্যবহার করে তাপকে বিদ্যুতে রূপান্তর করুন

এই বিশেষ কনফিগারেশনের কার্যতত্ত্বটি আশ্চর্যজনকভাবে সহজবোধ্য straight একটি সাধারণ, প্রাকৃতিক, প্রতিরোধের কল্পনা করুন, আর, বর্তমান আই = ভি / আর এর মাধ্যমে কোনও ব্যাটারি স্রাব করতে সক্ষম। যা বোঝায় যে একটি নেতিবাচক প্রতিরোধ একই ব্যাটারির জন্য চার্জিং প্রক্রিয়া শুরু করতে সক্ষম হবে, কেবলমাত্র আমার চিহ্নটি বিপরীত হওয়ার কারণে, এটি: -আই = ভি / -আর।

একইভাবে, যদি কোনও সাধারণ প্রতিরোধ ক্ষমতা পি = পিআর ওয়াট দ্বারা তাপ অপচয় করতে দেয় তবে একটি নেতিবাচক প্রতিরোধ লোডের মধ্যে একই পরিমাণ ওয়াটেজ সরবরাহ করতে সক্ষম হবে: P = -It-R।

যখনই লোড অপেক্ষাকৃত হ্রাস করা অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের সাথে একটি ভোল্টেজ উত্স হয়, নেতিবাচক প্রতিরোধকে অবশ্যই সূত্রের দ্বারা প্রদত্ত যা চার্জ বর্তমান, আইসি, প্রবাহের জন্য একটি বৃহত্তর স্তরের ভোল্টেজ তৈরি করতে হবে:

আইসি = δ [Σ (উফ) - উবাত] / Σ (আরডি) + রাবাত

টীকা Σ (আরডি) উল্লেখ করে এখনই বোঝা গেল যে স্ট্রিং সিকোয়েন্সের মধ্যে থাকা সমস্ত ডায়োডগুলি -আরডি অঞ্চলের মধ্যে চালানো উচিত, মূলত কারণ যে কোনও + আরডি বৈশিষ্ট্যযুক্ত কোনও ব্যক্তিগত ডায়োড উদ্দেশ্যটি শেষ করতে পারে।

টানেল ডায়োড পরীক্ষা করা হচ্ছে

সমস্ত ডায়োড একটি নেতিবাচক প্রতিরোধের উপস্থিত করে তা নিশ্চিত করার জন্য, নিম্নোক্ত চিত্রে প্রকাশিত হিসাবে একটি সরল পরীক্ষা সার্কিট ডিজাইন করা যেতে পারে।

পর্যবেক্ষণ করুন যে মিটারটির স্রোতের ধ্রুবকতা নির্দেশ করার জন্য নির্দিষ্ট করা উচিত, কারণ এটি খুব ভালভাবে ঘটতে পারে যে একটি নির্দিষ্ট ডায়োডের সত্যিকারের অতিরিক্ত আইপি রয়েছে: আইভি রেশিও (টানেলের opeাল) যার ফলে ব্যাটারি অপ্রত্যাশিতভাবে একটি ছোট ফরোয়ার্ড বায়াস বাস্তবায়নের জন্য চার্জ হয়ে যায়।

বিশ্লেষণটি 7 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডের নিচে বায়ুমণ্ডলীয় তাপমাত্রায় সঞ্চালন করতে হবে (একটি ক্লিন আউট ফ্রিজার চেষ্টা করুন) এবং প্রতিটি একক ডায়োডের জন্য ইউএফ-আইএফ বক্ররেখাকে নিখুঁতভাবে প্যাটিওটিওমিটারের মাধ্যমে সামনের দিকে অগ্রসর পক্ষপাত বৃদ্ধি করে এবং এর ফলাফলের परिमाणটি নথিভুক্ত করে নোট করুন আইএফ, মিটার রিডিং হিসাবে প্রদর্শিত।

এরপরে, এটি নির্ধারণের জন্য একটি এফএম রেডিওকে কাছে আনুন যে পরীক্ষা করা হচ্ছে যে ডায়োডটি 94.67284 মেগাহার্টজ (ফ্রিক, ডোপিং স্তর 10-7 স্তরে জিআইএসপির জন্য) নিক্ষিপ্ত হচ্ছে না তা নিশ্চিত করে।

আপনি যদি এটি ঘটতে দেখেন তবে নির্দিষ্ট ডায়োড বর্তমান অ্যাপ্লিকেশনটির জন্য অনুপযুক্ত হতে পারে। গ্যারান্টি অফের পরিসরটি নির্ধারণ করুন - প্রায় সমস্ত ডায়োডের জন্য - আরডি করুন। উপলব্ধ লটে ডায়োডগুলির উত্পাদন প্রান্তিকের উপর ভিত্তি করে, এই সীমাটি 180 থেকে 230 এমভি হিসাবে কম হিসাবে ন্যূনতম হতে পারে।

অ্যাপ্লিকেশন সার্কিট

তাপ থেকে টানেল ডায়োড দ্বারা উত্পাদিত বিদ্যুতটি একটি ছোট এনআই-সিডি ব্যাটারি চার্জ করার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।

প্রথমে তার ন্যূনতম কারেন্টের মাধ্যমে ব্যাটারি চার্জ করার জন্য প্রয়োজনীয় ডায়োডের পরিমাণ নির্ধারণ করুন: উপরের ইউএফের নির্বাচনের জন্য, নূন্যতম সাত ডায়োডকে উত্তপ্ত হয়ে গেলে প্রায় 45 এমএ চার্জিং প্রবাহ সরবরাহ করতে সিরিজের সাথে সংযুক্ত করতে হবে একটি তাপমাত্রা স্তর:

Γ [-Σ (আরডি) যদি] [δ (আরথ-জে) - আর]] .√ (টিডি + টা) ° সে

বা আনুমানিক 35 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড যখন হিটসিংকের তাপীয় প্রতিরোধের পরিমাণ 3.5 কে / ডাব্লু এর বেশি হয় না এবং যখন এটি শীর্ষ সূর্যালোকের অধীনে ইনস্টল করা হয় (Ta 26 ° C) ° এই NiCd চার্জারটির সর্বাধিক দক্ষতা অর্জনের জন্য, ডায়োডগুলিতে সেরা উত্তাপের উত্তাপের জন্য হিটসিংকটি গা dark় বর্ণের হতে হবে।

অতিরিক্তভাবে এটি চৌম্বকীয় হতে হবে না, এটি বিবেচনা করে যে কোনও ধরণের বাইরের ক্ষেত্র, প্ররোচিত বা চৌম্বকীয়, টানেলের মধ্যে চার্জ ক্যারিয়ারের অস্থির উদ্দীপনা সৃষ্টি করবে।

এর ফলে ফলস্বরূপ পি-এন জংশন থেকে অবিশ্বাস্য নালী প্রভাব ইলেক্ট্রনগুলি ছিটকে যেতে পারে এবং এর ফলে ডায়োড টার্মিনালের চারপাশে তৈরি হতে পারে, ধাতব আবাসনের উপর নির্ভর করে বিপজ্জনক ভোল্টেজগুলি ট্রিগার করে।

বেশ কয়েকটি টানেল ডায়োড টাইপ BA7891NG আফসোস, মাইনস্ট ম্যাগনেটিক ফিল্ডগুলির জন্য খুব সংবেদনশীল এবং পরীক্ষাগুলি প্রমাণ করেছে যে এগুলি প্রতিরোধের জন্য পৃথিবীর পৃষ্ঠের সাথে এইগুলি অনুভূমিকভাবে বজায় রাখা দরকার।

টানেল ডায়োড ব্যবহার করে সৌর তাপ থেকে আসল প্রোটোটাইপ বিদ্যুতের প্রদর্শন