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p-n संधि डायोड कैसे काम करता है?
परीक्षा के लिए तैयार उत्तर
p-n संधि डायोड धारा को मुख्य रूप से एक ही दिशा में बहने देता है। संधि पर n से p की ओर इलेक्ट्रॉन और p से n की ओर होल विसरित होते हैं, जिससे अवक्षय क्षेत्र (depletion region) और विभव प्राचीर (barrier potential) बनता है। अग्र बायस में, यानी p-भाग धन टर्मिनल से जुड़ा हो, प्राचीर घटता है और बड़ी धारा बहती है; पश्च बायस में प्राचीर बढ़ता है और बहुत छोटी धारा बहती है।
विस्तार से समझें
p-n संधि बनते समय n-भाग में बहुत से मुक्त इलेक्ट्रॉन और p-भाग में बहुत से होल होते हैं। इलेक्ट्रॉन p-भाग में और होल n-भाग में विसरित होते हैं, जिससे विसरण धारा बनती है। n-भाग छोड़ने वाला हर इलेक्ट्रॉन पीछे एक अचल धन दाता आयन छोड़ता है, और p-भाग छोड़ने वाला हर होल एक अचल ऋण ग्राही आयन छोड़ता है। मुक्त आवेश वाहकों से ख़ाली इस पतली परत को अवक्षय क्षेत्र कहते हैं।
धन और ऋण आयनों की परतें n से p की ओर विद्युत क्षेत्र बनाती हैं। यह क्षेत्र अल्पसंख्यक वाहकों को संधि के पार ले जाता है, जिससे विसरण धारा के उलटी दिशा में अपवाह धारा (drift current) बनती है। साम्यावस्था में दोनों धाराएँ बराबर होती हैं और कुल धारा शून्य होती है। संधि के आर-पार का वह विभवांतर जो बहुसंख्यक वाहकों के आगे विसरण को रोकता है, विभव प्राचीर कहलाता है।
अग्र बायस में p-भाग बैटरी के धन टर्मिनल से जुड़ता है। लगाई गई वोल्टता प्राचीर का विरोध करती है, अवक्षय परत पतली होती है, और देहली वोल्टता (सिलिकॉन के लिए लगभग 0.7 V) के बाद धारा तेज़ी से बढ़कर mA में पहुँचती है। पश्च बायस में प्राचीर बढ़ता है, अवक्षय परत चौड़ी होती है और अल्पसंख्यक वाहकों के कारण सिर्फ़ μA की धारा बहती है। इसी एक-तरफ़ा व्यवहार से डायोड दिष्टकारी (rectifier) बनकर AC को DC में बदलता है।
याद रखने योग्य बातें
- अवक्षय क्षेत्र: संधि के पास की वह परत जिसमें मुक्त आवेश वाहक नहीं होते, सिर्फ़ अचल आयन होते हैं।
- विभव प्राचीर: संधि के आर-पार का विभवांतर जो बहुसंख्यक वाहकों के आगे विसरण को रोकता है।
- अग्र बायस: p-भाग धन टर्मिनल से; अवक्षय परत पतली; देहली वोल्टता (सिलिकॉन के लिए लगभग 0.7 V) के बाद mA में बड़ी धारा।
- पश्च बायस: p-भाग ऋण टर्मिनल से; अवक्षय परत चौड़ी; अल्पसंख्यक वाहकों से μA में बहुत छोटी धारा।
- मुख्य उपयोग: दिष्टकारी (अर्ध-तरंग और पूर्ण-तरंग), जो AC को DC में बदलता है।
परीक्षा टिप
अग्र बायस और पश्च बायस के परिपथ चित्र बनाएँ और I–V अभिलाक्षणिक वक्र खींचें। उसमें देहली वोल्टता, अग्र धारा के लिए mA पैमाना और पश्च धारा के लिए μA पैमाना ज़रूर दिखाएँ।
छात्र यह भी पूछते हैं
अवक्षय क्षेत्र क्या है?
पश्च बायस में छोटी धारा क्यों बहती है?
p-n संधि डायोड अर्ध-तरंग दिष्टकारी की तरह कैसे काम करता है?
अध्याय के नाम से अपनी किताब में विषय खोजें और अपने संस्करण से मिलान करें; नाम और क्रम बदल सकते हैं। ये Know.it की व्याख्याएँ हैं, आधिकारिक NCERT समाधान नहीं।