डायोड। एलईडी। जेनर डायोड

फिट नहीं है। मार देंगे! (सी)

मैं डायोड, एलईडी, साथ ही उंगलियों पर जेनर डायोड के साथ काम को समझाने की कोशिश करूंगा। अनुभवी इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर लेख को छोड़ सकते हैं, क्योंकि वे अपने लिए कुछ भी नया नहीं पाएंगे। मैं pn जंक्शन के इलेक्ट्रॉन-छेद चालकता के सिद्धांत में नहीं जाऊंगा। मेरा मानना ​​है कि यह सीखने का दृष्टिकोण शुरुआती लोगों को भ्रमित करेगा। यह एक नंगे सिद्धांत है, अभ्यास करने के लिए लगभग अप्रासंगिक। हालांकि, सिद्धांत में रुचि रखने वालों के लिए, मैं इस लेख का प्रस्ताव करता हूं। बिल्ली के नीचे सभी का स्वागत है।

यह इलेक्ट्रॉनिक्स चक्र का दूसरा लेख है। मैं पहले एक को पढ़ने की भी सलाह देता हूं, जो बताता है कि विद्युत प्रवाह और वोल्टेज क्या हैं।

एक डायोड एक अर्धचालक उपकरण है जिसमें कनेक्शन के लिए 2 पिन होते हैं। सरल शब्दों में, यह 2 अर्धचालकों को विभिन्न प्रकार की अशुद्धियों से जोड़कर गढ़ा जाता है, उन्हें क्रमशः दाता और स्वीकर्ता, n और p कहा जाता है, इसलिए डायोड में एक pn जंक्शन होता है। निष्कर्ष, आमतौर पर टिन वाले तांबे से मिलकर, एनोड (ए) और कैथोड (के) कहलाते हैं। ये शब्द इलेक्ट्रॉनिक लैंप के समय में वापस चले गए और डायोड की दिशा को इंगित करने के लिए लेखन में उपयोग किया जाता है। ग्राफिक पदनाम बहुत सरल है। व्यवहार में लागू होने पर डायोड के निष्कर्षों के नाम स्वयं याद किए जाएंगे।


जैसा कि मैंने पहले ही लिखा था, हम डायोड के इलेक्ट्रॉन-छेद चालकता के सिद्धांत का उपयोग नहीं करेंगे। हम केवल इस सिद्धांत को कनेक्शन के लिए दो क्लैंप के साथ एक ब्लैक बॉक्स में संलग्न करते हैं। लगभग उसी तरह, प्रोग्रामर तीसरे पक्ष के पुस्तकालयों के साथ काम को एन्कैप करते हैं, ई में जाने के बिना ... उनके काम का विवरण। या, उदाहरण के लिए, वैक्यूम क्लीनर का उपयोग करते समय, हम इस बारे में विवरण में नहीं जाते हैं कि यह अंदर कैसे व्यवस्थित किया जाता है, यह सिर्फ काम करता है और हमारे लिए यह महत्वपूर्ण है कि वैक्यूम क्लीनर का एक गुण धूल चूस रहा है।

डायोड के गुणों पर विचार करें, सबसे स्पष्ट:

• एनोड से कैथोड तक, इस दिशा को प्रत्यक्ष कहा जाता है, डायोड करंट गुजरता है।
• कैथोड से एनोड तक, विपरीत दिशा में, डायोड करंट पास नहीं करता है। (वास्तव में नहीं। लेकिन उस पर और बाद में।)
• जब करंट आगे की दिशा में बहता है, तो एक निश्चित वोल्टेज डायोड के पार चला जाता है।

शायद ये गुण आपको पहले से ही ज्ञात हैं। लेकिन कुछ जोड़ हैं। प्रत्यक्ष क्या माना जाता है और विपरीत दिशा क्या है? डायरेक्ट को ऐसा समावेश कहा जाता है, जब एनोड पर वोल्टेज कैथोड से अधिक होता है। अनुलोम विलोम है। फॉरवर्ड एंड रिवर्स इंक्लूजन एक कन्वेंशन है। वास्तविक सर्किट में, एक ही डायोड पर वोल्टेज प्रत्यक्ष से रिवर्स और इसके विपरीत में बदल सकता है।

एक सिलिकॉन डायोड कम से कम किसी भी महत्वपूर्ण करंट को तभी पास करना शुरू करता है जब एनोड पर वोल्टेज कैथोड की तुलना में लगभग 0.65 V अधिक हो। नहीं, ऐसा नहीं है। जब कम से कम कुछ करंट प्रवाहित होता है, तो डायोड पर लगभग 0.65 V या उच्चतर रूप का वोल्टेज गिरता है।

0.65 V के वोल्टेज को pn जंक्शन पर प्रत्यक्ष वोल्टेज ड्रॉप कहा जाता है। यह केवल एक अनुमानित औसत मूल्य है, यह वर्तमान, क्रिस्टल तापमान और डायोड निर्माण प्रौद्योगिकी पर निर्भर करता है। जब बहने वाला करंट बदलता है, तो यह नॉनलाइन तरीके से बदलता है। किसी भी तरह से इस गैर-शुद्धता को इंगित करने के लिए, निर्माता डायोड की वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं को हटा देते हैं। उच्च-शक्ति उच्च-वोल्टेज डायोड में, वोल्टेज ड्रॉप 2, 3, आदि से अधिक हो सकता है। बार। इसका मतलब है कि डायोड के अंदर श्रृंखला में कई पीएन जंक्शन जुड़े हुए हैं।

वोल्टेज ड्रॉप को निर्धारित करने के लिए, आप एक ग्राफ के रूप में डायोड के वर्तमान-वोल्टेज विशेषता (CVC) का उपयोग कर सकते हैं। कभी-कभी ये ग्राफ वास्तविक डायोड मॉडल के लिए डेटाशीट में दिए जाते हैं, लेकिन अधिक बार वे नहीं होते हैं। मेरे सामने आए पहले चार्ट पर, सीवीसी केडी 243 ए को नीचे दिखाया गया है, हालांकि यह महत्वपूर्ण नहीं है, वे सभी लगभग समान हैं।


ग्राफ पर, Upr डायोड में एक प्रत्यक्ष वोल्टेज ड्रॉप है। Ipr - डायोड के माध्यम से बहने वाला वर्तमान। ग्राफ दिखाता है कि डायोड में वोल्टेज क्या घटता है जब nth करंट प्रवाहित होता है। लेकिन अधिक बार नहीं, वास्तविक I-V विशेषताओं को डैटिस्ट्स में नहीं दिखाया गया है, लेकिन एक प्रत्यक्ष वोल्टेज ड्रॉप को एक निश्चित वर्तमान में इंगित किया गया है। अंग्रेजी साहित्य में, वोल्टेज ड्रॉप को आगे वोल्टेज के रूप में संदर्भित किया जाता है।

कैसे करें आवेदन

डायोड में वोल्टेज की गिरावट हमारे लिए एक बुरी विशेषता है, क्योंकि यह वोल्टेज उपयोगी काम नहीं करता है और डायोड के मामले में गर्मी के रूप में फैल जाता है। छोटी बूंद, बेहतर है। आमतौर पर, डायोड के पार वोल्टेज ड्रॉप को डायोड के माध्यम से बहने वाली धारा के आधार पर निर्धारित किया जाता है। उदाहरण के लिए, लोड के साथ श्रृंखला में डायोड चालू करें। संक्षेप में, यह बिजली की आपूर्ति से अलग होने की स्थिति में सर्किट की सुरक्षा करेगा। नीचे दिए गए आंकड़े में, 47 ओम अवरोधक को संरक्षित सर्किट के रूप में लिया जाता है, हालांकि वास्तव में यह कुछ भी हो सकता है, उदाहरण के लिए, एक बड़े सर्किट का एक खंड। बिजली की आपूर्ति 12 वी बैटरी है।


मान लें कि एक डायोड के बिना एक लोड 255 mA खपत करता है। इस मामले में, यह ओम के नियम के अनुसार गणना की जा सकती है: I = U / R = 12/47 = 0.255 A या 255 AA। हालांकि आमतौर पर एक वैक्यूम में एक गोलाकार सर्किट की खपत पहले से ही ज्ञात है, कम से कम बिजली की आपूर्ति की अधिकतम विशेषताओं द्वारा। केडी 243 ए डायोड के लिए वोल्टेज ड्रॉप को बहती धारा के 0.255 ए, 25 डिग्री पर, आई - कर्व पर खोजें। यह लगभग 0.75 V के बराबर है। ये 0.75 V डायोड पर गिरेंगे, और सर्किट को बिजली देने के लिए 12 - 0.75 = 11.25 V रहेंगे - कभी-कभी यह पर्याप्त नहीं हो सकता है। एक बोनस के रूप में, आप सूत्र P = I * U = 0.75 * 0.255 = 0.19 W के अनुसार डायोड पर जारी गर्मी और नुकसान के रूप में शक्ति पा सकते हैं, जहां डायोड के माध्यम से डायोड और वोल्टेज के माध्यम से I और U करंट होते हैं।

आई-वी कर्व उपलब्ध नहीं होने पर क्या करें? उदाहरण के लिए, लोकप्रिय डायोड 1 एन 4007 के लिए, केवल 1 वोल्ट के आगे के वोल्टेज को 1 ए के संकेत पर इंगित किया जाता है। इस मूल्य का उपयोग करना आवश्यक है, या वास्तविक ड्रॉप को मापना है। और अगर किसी भी डायोड के लिए इस मान को इंगित नहीं किया जाता है, तो औसतन 0.65 V बंद हो जाएगा। वास्तव में, इस वोल्टेज ड्रॉप को सर्किट में वाल्टमीटर के साथ मापना आसान है, बजाय ग्राफ़ में देखने के। मुझे लगता है कि यह समझाने की कोई आवश्यकता नहीं है कि वोल्टमीटर को एक निरंतर वोल्टेज पर चालू किया जाना चाहिए यदि डायोड के माध्यम से एक निरंतर विद्युत प्रवाह होता है, और जांच को डायोड के एनोड और कैथोड को छूना चाहिए।

अन्य विशेषताओं के बारे में थोड़ा

पिछले उदाहरण में, यदि आप बैटरी को चालू करते हैं, तो मेरा मतलब है कि ध्रुवता को बदलना, नीचे का आंकड़ा देखें, करंट प्रवाहित नहीं होगा और सबसे खराब स्थिति में डायोड के पार वोल्टेज की गिरावट 12 V होगी - बैटरी वोल्टेज। मुख्य बात यह है कि यह वोल्टेज हमारे डायोड के ब्रेकडाउन वोल्टेज से अधिक नहीं है, यह रिवर्स वोल्टेज है, यह ब्रेकडाउन वोल्टेज भी है। और एक अन्य शर्त भी महत्वपूर्ण है: डायोड के माध्यम से आगे की दिशा में धारा डायोड के रेटेड वर्तमान से अधिक नहीं थी, यह भी आगे की वर्तमान है। ये दो मुख्य पैरामीटर हैं जिनके द्वारा डायोड का चयन किया जाता है: आगे वर्तमान और रिवर्स वोल्टेज।

कभी-कभी डाइटिस्ट्स डायोड या रेटेड पावर (बिजली अपव्यय) द्वारा बिजली अपव्यय का संकेत भी देते हैं। यदि यह संकेत दिया गया है, तो इसे पार नहीं किया जाना चाहिए। इसकी गणना कैसे करें, हम पहले से ही पिछले उदाहरण का पता लगा चुके हैं। लेकिन अगर शक्ति का संकेत नहीं दिया जाता है, तो आपको वर्तमान को नेविगेट करने की आवश्यकता है।

वे कहते हैं कि विपरीत दिशा में, डायोड के माध्यम से धारा प्रवाहित नहीं होती है, अच्छी तरह से, या लगभग प्रवाह नहीं होता है। वास्तव में, इसके माध्यम से एक लीकेज करंट प्रवाहित होता है, अंग्रेजी साहित्य में करंट रिवर्स होता है। कम बिजली वाले डायोड से लेकर कई सौ माइक्रो तक, शक्तिशाली लोगों के लिए यह करंट बहुत छोटा है। इसके अलावा, यह वर्तमान तापमान और लागू वोल्टेज पर निर्भर करता है। ज्यादातर मामलों में, रिसाव वर्तमान में कोई भूमिका नहीं निभाता है, उदाहरण के लिए, पिछले उदाहरण में, लेकिन जब आप नैनो-एम्प्स के साथ काम करते हैं और परिचालन एम्पलीफायर के इनपुट पर किसी तरह के सुरक्षात्मक डायोड डालते हैं, तो यह हो सकता है ओह ... सर्किट काफी अलग तरह से व्यवहार करेगा। जैसा मैंने सोचा था।

डायोड्स में कुछ छोटे आवारा समाई भी होती हैं। यही है, वास्तव में, यह एक संधारित्र है जो डायोड के साथ समानांतर में जुड़ा हुआ है। इस प्रक्रिया को तेज प्रक्रियाओं के दौरान ध्यान में रखना चाहिए जब डायोड दसियों या सैकड़ों मेगाहर्ट्ज वाले सर्किट में संचालित होता है।

शब्द "अंकित मूल्य" के बारे में कुछ शब्द भी। आमतौर पर, रेटेड वर्तमान और वोल्टेज इंगित करते हैं कि यदि ये पैरामीटर पार हो गए हैं, तो निर्माता उत्पाद के संचालन की गारंटी नहीं देता है, जब तक कि अन्यथा नहीं कहा जाता है। और यह सभी इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए है, न कि केवल डायोड के लिए।

और क्या किया जा सकता है

डायोड के कई अनुप्रयोग हैं। रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर आमतौर पर अपने सर्किट को अन्य सर्किट के टुकड़ों, तथाकथित इमारत ईंटों से आविष्कार करते हैं। यहाँ कुछ विकल्प दिए गए हैं।

उदाहरण के लिए, ओवरवॉल्टेज के खिलाफ डिजिटल या एनालॉग इनपुट की सुरक्षा के लिए एक सर्किट:


इस सर्किट में डायोड सामान्य ऑपरेशन के दौरान करंट पास नहीं करते हैं। केवल लीकेज करंट। लेकिन जब इनपुट पर एक पॉजिटिव हाफ-वेव वाला ओवरवॉल्टेज होता है, यानी। इनपुट वोल्टेज Upit से अधिक हो जाता है और डायोड के पार एक सीधा वोल्टेज गिर जाता है, ऊपरी डायोड खुल जाता है और इनपुट पावर बस में बंद हो जाता है। यदि वोल्टेज का एक नकारात्मक आधा लहर होता है, तो निचला डायोड खुलता है और इनपुट जमीन पर बंद हो जाता है। इस सर्किट में, डायोड के कम रिसाव और समाई, बेहतर। इस तरह की सुरक्षा योजनाएं, एक नियम के रूप में, चिप के अंदर पहले से ही सभी आधुनिक डिजिटल माइक्रोकैक्रिट्स में मौजूद हैं। और टीवीएस-डायोड की बाहरी शक्तिशाली विधानसभाएं, उदाहरण के लिए, मदरबोर्ड पर यूएसबी पोर्ट की रक्षा करती हैं।

आप डायोड से एक रेक्टिफायर भी इकट्ठा कर सकते हैं। यह एक बहुत ही सामान्य प्रकार का सर्किट है और शायद ही किसी पाठक ने इनके बारे में सुना हो। रेक्टीफायर्स हाफ-वेव, हाफ-वेव और ब्रिज हैं। जब हम ओवरटेकिंग से सुरक्षा के बारे में विचार करते हैं, तो हम पहले से ही लंबे समय से पीड़ित उदाहरण में आधा लहर सुधारक से पहले ही मिल चुके हैं। बैटरी पर प्लस को छोड़कर इसका कोई विशेष लाभ नहीं है। सबसे महत्वपूर्ण नुकसानों में से एक जो व्यवहार में एक आधा-लहर सुधारक सर्किट के आवेदन को सीमित करता है: सर्किट केवल सकारात्मक आधा-लहर वोल्टेज के साथ काम करता है। नेगेटिव वोल्टेज पूरी तरह से कट जाता है और करंट प्रवाहित नहीं होता है। "तो क्या?" आप कहते हैं, "मेरे पास पर्याप्त शक्ति होगी!" लेकिन नहीं, यदि ऐसा सुधारक ट्रांसफार्मर के बाद स्थित है, तो ट्रांसफार्मर की विंडिंग के माध्यम से धारा केवल एक दिशा में प्रवाहित होगी और इस प्रकार, ट्रांसफार्मर लोहा अतिरिक्त रूप से चुंबकित हो जाएगा। ट्रांसफॉर्मर संतृप्ति में जा सकता है और इसे जितना चाहिए उससे अधिक बेसक करना चाहिए।

दो-आधा-लहर रेक्टिफायर में यह खामी नहीं होती है, लेकिन उन्हें ट्रांसफार्मर वाइंडिंग के औसत आउटपुट की आवश्यकता होती है। यहां, वैकल्पिक वोल्टेज की सकारात्मक ध्रुवता के साथ, ऊपरी डायोड खुला है, और एक नकारात्मक ध्रुवीयता के साथ, निचला एक। ट्रांसफार्मर की दक्षता पूरी तरह से उपयोग नहीं की जाती है।


ब्रिज सर्किट में इन दोनों कमियों का अभाव है। लेकिन अब, दो डायोड वर्तमान पथ में किसी भी समय शामिल हैं: एक प्रत्यक्ष डायोड और एक रिवर्स। डायोड में वोल्टेज ड्रॉप दोगुना हो जाता है और 0.65-1V नहीं, बल्कि औसतन 1.3-2V होता है। इस गिरावट को देखते हुए, सुधारित वोल्टेज को माना जाता है।


उदाहरण के लिए, हमें सुधारित वोल्टेज के 18 वोल्ट प्राप्त करने की आवश्यकता है, इसके लिए कौन सा ट्रांसफार्मर चुनना है? 18 वोल्ट प्लस डायोड पर एक बूंद, औसतन 1.4 V लेती है, जो 19.4 V के बराबर है। हम पिछले लेख से जानते हैं कि रूट पर प्रत्यावर्ती वोल्टेज का आयाम मान इसके वास्तविक मूल्य से 2 गुना अधिक है। इसलिए, ट्रांसफार्मर के द्वितीयक सर्किट में, वैकल्पिक प्रभावी वोल्टेज 19.4 / 1.41 = 13.75V है। यह देखते हुए कि नेटवर्क में वोल्टेज 10% तक जा सकता है, और लोड के तहत भी वोल्टेज थोड़ा कम हो जाता है, हम एक ट्रांसफार्मर 230/15 वी का चयन करेंगे।

हमें जिस ट्रांसफार्मर की आवश्यकता है, उसकी गणना लोड करंट से की जा सकती है। उदाहरण के लिए, हम एक एम्पीयर के एक लोड को एक ट्रांसफार्मर से कनेक्ट करने जा रहे हैं। यह है अगर एक मार्जिन के साथ। हमेशा 20-40% का एक छोटा सा मार्जिन छोड़ दें। बस शक्ति सूत्र द्वारा, आप P = U * I = 15 * 1 = 15 VA पा सकते हैं, जहां U और I द्वितीयक वाइंडिंग के वोल्टेज और करंट हैं। यदि कई माध्यमिक घुमाव हैं, तो उनकी क्षमता बढ़ जाती है। प्लस ट्रांसफ़ॉर्मेशन लॉस, प्लस मार्जिन, इसलिए 20-40 वीए ट्रांसफार्मर चुनें। हालांकि अक्सर ट्रांसफॉर्मर को माध्यमिक वाइंडिंग के वर्तमान के संकेत के साथ बेचा जाता है, यह समग्र शक्ति की जांच करने के लिए चोट नहीं पहुंचाएगा।

रेक्टिफायर पुल के बाद, एक चौरसाई संधारित्र की आवश्यकता होती है, आंकड़े में नहीं दिखाया गया है। उसके बारे में मत भूलना! लहरों की संख्या के आधार पर इस संधारित्र की गणना के लिए स्मार्ट सूत्र हैं, लेकिन मैं इस नियम की सिफारिश करता हूं: वर्तमान खपत के प्रति एम्पियर के 10000 μF प्रति संधारित्र डालें। संधारित्र वोल्टेज लोड के बिना सुधारा वोल्टेज से कम नहीं है। इस उदाहरण में, आप 25V के नाममात्र मूल्य के साथ कैपेसिटर ले सकते हैं।

हम इस सर्किट में एक वर्तमान> = 1 ए के लिए डायोड चुनते हैं और 19.4 वी से अधिक के मार्जिन के साथ एक रिवर्स वोल्टेज, उदाहरण के लिए, 50-1000 वी। आप स्कोटी डायोड का उपयोग कर सकते हैं। ये एक ही डायोड हैं, केवल एक बहुत ही छोटे वोल्टेज ड्रॉप के साथ, जो अक्सर दसियों मिलीवेट का होता है। लेकिन Schottky डायोड का नुकसान यह है कि वे 100V से अधिक या कम उच्च वोल्टेज पर उत्पादित नहीं होते हैं। अधिक सटीक रूप से, वे हाल ही में जारी किए गए हैं, लेकिन उनकी लागत आकाश-उच्च है, और फायदे इतने स्पष्ट नहीं हैं।

प्रकाश उत्सर्जक डायोड

यह डायोड की तुलना में काफी अलग तरीके से अंदर व्यवस्थित होता है, लेकिन इसमें समान गुण होते हैं। यह तभी चमकता है जब आगे की दिशा में करंट प्रवाहित होता है।


कुछ विशेषताओं में डायोड से सभी अंतर। सबसे महत्वपूर्ण एक प्रत्यक्ष वोल्टेज ड्रॉप है। यह पारंपरिक डायोड के लिए 0.65 V से बहुत बड़ा है और मुख्य रूप से एलईडी के रंग पर निर्भर करता है। लाल रंग से शुरू होता है, जिसका वोल्टेज ड्रॉप औसतन 1.8 V पर होता है, और सफेद या नीले रंग की एलईडी के साथ समाप्त होता है, जिसमें से ड्रॉप लगभग 3.5 V है। हालांकि, अदृश्य स्पेक्ट्रम में ये मान व्यापक हैं।


वास्तव में, यहाँ वोल्टेज ड्रॉप डायोड का न्यूनतम इग्निशन वोल्टेज है। कम वोल्टेज पर, बिजली के स्रोत में करंट नहीं होगा और डायोड में लाइट नहीं होगी। शक्तिशाली प्रकाश एलईडी के लिए, वोल्टेज ड्रॉप दसियों वोल्ट हो सकता है, लेकिन इसका मतलब केवल यह है कि क्रिस्टल के अंदर डायोड के कई श्रृंखला-समानांतर असेंबलियां हैं।

लेकिन अब सबसे सरल के रूप में सूचक एल ई डी के बारे में बात करते हैं। वे विभिन्न मामलों में उत्पादित किए जाते हैं, सबसे अधिक बार अर्ध-परिपत्र वाले होते हैं, 3, 5, 10 मिमी के व्यास के साथ।


प्रवाहित धारा के आधार पर कोई भी डायोड चमकता है। वास्तव में, यह एक वर्तमान डिवाइस है। वोल्टेज ड्रॉप स्वचालित रूप से प्राप्त की जाती है। हमने खुद करंट सेट किया। आधुनिक संकेतक कम या ज्यादा डायोड 1 mA की धारा में चमकना शुरू करते हैं, और 10 mA पर आँखें पहले ही जल जाती हैं। शक्तिशाली प्रकाश डायोड के लिए, आपको दस्तावेज़ देखने की आवश्यकता है।

एलईडी आवेदन

केवल उपयुक्त अवरोधक होने पर, आप डायोड के माध्यम से वांछित वर्तमान सेट कर सकते हैं। बेशक, आपको डीसी बिजली की आपूर्ति की भी आवश्यकता होगी, उदाहरण के लिए, 4.5 वी बैटरी या किसी अन्य बिजली की आपूर्ति।

उदाहरण के लिए, हमने लाल वी एलईडी के माध्यम से 1 मीटर का वर्तमान 1.8 वी के वोल्टेज ड्रॉप के साथ सेट किया है।


आरेख नोडीय क्षमता को दर्शाता है, अर्थात। शून्य के सापेक्ष वोल्टेज। एलईडी को चालू करने की दिशा में, डायलिंग मोड में मल्टीमीटर हमें सबसे अच्छा बताएगा, क्योंकि कभी-कभी चीनी मिश्रित पैरों के साथ एलईडी कभी-कभी भर में। मल्टीमीटर जांच को सही दिशा में स्पर्श करते समय, एलईडी को मंद रूप से जलाया जाना चाहिए।

चूंकि एक लाल एलईडी का उपयोग किया जाता है, 4.5 - 1.8 = 2.7V रोकनेवाला पर छोड़ देगा। यह दूसरे किरचॉफ कानून द्वारा जाना जाता है: सर्किट के क्रमिक वर्गों में वोल्टेज का योग बैटरी ईएमएफ के बराबर है, अर्थात। 2.7 + 1.8 = 4.5 वी। करंट को 1 mA तक सीमित करने के लिए, ओम के नियम के अनुसार रोकनेवाला के पास प्रतिरोध R = U / I = 2.7 / 0.001 = 2700 ओम होना चाहिए, जहां U और I प्रतिरोधक के पार वोल्टेज हैं और हमें वर्तमान की आवश्यकता है। एसआई इकाइयों में, एम्पीयर और वोल्ट में मूल्यों का अनुवाद करना न भूलें। चूंकि आउटपुट प्रतिरोध मान मानकीकृत हैं, हम 3.3 kOhm की निकटतम मानक रेटिंग चुनते हैं। बेशक, वर्तमान बदल जाएगा और इसे ओम के नियम I = U / R के अनुसार पुनर्गणना किया जा सकता है। लेकिन अक्सर यह महत्वपूर्ण नहीं है।

इस उदाहरण में, बैटरी द्वारा आपूर्ति की जाने वाली वर्तमान छोटी है, ताकि बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध की उपेक्षा की जा सके।

एल ई डी के साथ, सब कुछ समान है, केवल धाराएं और वोल्टेज अधिक हैं। लेकिन कभी-कभी उन्हें एक अवरोधक की आवश्यकता नहीं होती है, आपको दस्तावेज़ देखने की आवश्यकता होती है।

एलईडी के बारे में कुछ और

वास्तव में, प्रकाश एलईडी का मुख्य उद्देश्य है। लेकिन एक और आवेदन है। उदाहरण के लिए, एक एलईडी एक संदर्भ वोल्टेज स्रोत के रूप में कार्य कर सकता है। वे आवश्यक हैं, उदाहरण के लिए, वर्तमान स्रोतों को प्राप्त करने के लिए। संदर्भ वोल्टेज के स्रोतों के रूप में, कम शोर के रूप में, लाल एल ई डी का उपयोग किया जाता है। वे पिछले उदाहरण की तरह सर्किट में शामिल हैं। चूंकि बैटरी वोल्टेज अपेक्षाकृत स्थिर है, इसलिए रोकनेवाला और एलईडी के माध्यम से चालू भी स्थिर है, इसलिए वोल्टेज ड्रॉप स्थिर रहता है। एलईडी के एनोड से, जहां 1.8 वी, एक नल बनाया जाता है और सर्किट के अन्य हिस्सों में इस संदर्भ वोल्टेज का उपयोग किया जाता है।

एलईडी पर चालू के अधिक विश्वसनीय स्थिरीकरण के लिए, शक्ति स्रोत के एक स्पंदित वोल्टेज के साथ, एक प्रतिरोधक के बजाय, एक वर्तमान स्रोत सर्किट में रखा गया है। लेकिन वर्तमान स्रोत और वोल्टेज संदर्भ स्रोत एक अन्य लेख का विषय हैं। शायद किसी दिन मैं इसे लिखूंगा।

जेनर डायोड

अंग्रेजी साहित्य में, जेनर डायोड को जेनर डायोड कहा जाता है। सब कुछ डायोड के समान है, सीधे संबंध में। लेकिन अब हम केवल रिवर्स स्विचिंग के बारे में बात करेंगे। जेनर डायोड पर एक निश्चित वोल्टेज की कार्रवाई के तहत रिवर्स समावेशन में, एक प्रतिवर्ती ब्रेकडाउन होता है, अर्थात। करंट प्रवाहित होने लगता है। यह ब्रेकडाउन पूरी तरह से मानक है और जेनर डायोड ऑपरेटिंग मोड, डायोड के विपरीत, जहां रेटेड रिवर्स वोल्टेज तक पहुंचने पर, डायोड बस विफल हो गया। उसी समय, ब्रेकडाउन मोड में जेनर डायोड के माध्यम से करंट अलग-अलग हो सकता है, और जेनर डायोड में वोल्टेज ड्रॉप लगभग अपरिवर्तित रहता है।


यह हमें क्या देता है? वास्तव में, यह एक कम-वोल्टेज वोल्टेज नियामक है। जेनर डायोड में डायोड के समान सभी विशेषताएं हैं, साथ ही स्थिरीकरण वोल्टेज Ust या नाममात्र जेनर वोल्टेज भी जोड़ा जाता है। यह एक निश्चित स्थिरीकरण वर्तमान Ist या परीक्षण करंट पर इंगित किया गया है। ज़ेनर डायोड के लिए प्रलेखन में भी न्यूनतम और अधिकतम स्थिरीकरण वर्तमान को इंगित करता है।जब वर्तमान न्यूनतम से अधिकतम तक बदलता है, तो स्थिरीकरण वोल्टेज कुछ हद तक तैरता है, लेकिन थोड़ा। वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं को देखें।


जेनर डायोड का कार्य क्षेत्र हरे रंग में चिह्नित है। आंकड़ा दर्शाता है कि जेनर डायोड के माध्यम से वर्तमान परिवर्तनों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ कार्य क्षेत्र पर वोल्टेज लगभग अपरिवर्तित है।

कार्य क्षेत्र में प्रवेश करने के लिए, हमें [Ist] के बीच जेनर करंट को सेट करना होगा। मिन - इस्त। अधिकतम] एक अवरोधक का उसी तरह उपयोग करना जैसे कि एक एलईडी के साथ उदाहरण में किया गया था (वैसे, यह वर्तमान स्रोत का उपयोग करके भी संभव है)। केवल, एलईडी के विपरीत, ज़ेनर डायोड को विपरीत दिशा में चालू किया जाता है।

प्रथम से कम वर्तमान में। न्यूनतम जेनर डायोड नहीं खुलेगा, लेकिन यह इस्ट से अधिक है। अधिकतम - अपरिवर्तनीय थर्मल ब्रेकडाउन होता है, अर्थात। जेनर डायोड बस जल जाएगा।

जेनर डायोड गणना

हमारे गणना ट्रांसफार्मर बिजली की आपूर्ति के उदाहरण पर विचार करें। हमारे पास एक बिजली की आपूर्ति है जो न्यूनतम 18 वी का उत्पादन करती है (वास्तव में, वहाँ अधिक है, क्योंकि 230/15 वी ट्रांसफार्मर के कारण, इसे एक वास्तविक सर्किट में मापना बेहतर है, लेकिन यह अब बात नहीं है), 1 ए के वर्तमान को वितरित करने में सक्षम अधिकतम के साथ लोड करने के लिए आवश्यक है। 15 वी के 50 एमए स्थिर वोल्टेज की खपत (उदाहरण के लिए, इसे कुछ प्रकार के अमूर्त परिचालन एम्पलीफायर - ऑप-एम्प, वे लगभग एक ही खपत करते हैं)।


इस तरह के एक कमजोर लोड को एक कारण के लिए चुना जाता है। जेनर डायोड काफी कम-पावर स्टेबलाइजर्स हैं। उन्हें डिज़ाइन किया जाना चाहिए ताकि संपूर्ण लोड वर्तमान और न्यूनतम स्थिरीकरण वर्तमान Ist बिना ओवरहीटिंग के उनके माध्यम से गुजर सकें। मि। यह आवश्यक है क्योंकि रोकनेवाला आर 1 के बाद वर्तमान जेनर डायोड और लोड के बीच विभाजित है। लोड में, वर्तमान अस्थिर हो सकता है, या सर्किट से लोड पूरी तरह से बंद हो सकता है। वास्तव में, यह एक समानांतर स्टेबलाइजर है, अर्थात। सभी वर्तमान जो लोड में नहीं जाते हैं, उन्हें जेनर डायोड द्वारा लिया जाएगा। यह किरचॉफ के पहले कानून I = I1 + I2 की तरह है, यहाँ केवल I = Inagr + Ist है। मि।

तो, हम 15 वी के स्थिरीकरण वोल्टेज के साथ एक जेनर डायोड चुनते हैं। जेनर डायोड के माध्यम से वर्तमान को सेट करने के लिए, एक रोकनेवाला (या वर्तमान स्रोत) हमेशा आवश्यक होता है। रोकनेवाला R1 पर, 18 - 15 = 3 V छोड़ देगा। अवरोधक R1 के माध्यम से, वर्तमान I प्रवाह होगा। + इस्त। मि। हम स्वीकार करते हैं min = 5 mA, यह लगभग सभी ज़ेनर डायोड के लिए लगभग पर्याप्त है, जिसमें 100 V तक का स्थिरीकरण वोल्टेज है। 100 V से ऊपर, आप 1 mA या इससे कम ले सकते हैं। आप Ist ले सकते हैं। मिनट और अधिक, लेकिन यह केवल जेनर डायोड को गर्म करने के लिए बेकार होगा।

तो, R1 के माध्यम से Ir1 = Inagr प्रवाहित होता है। + इस्त। मिनट = 50 + 5 = 55 एमए। ओम के नियम के अनुसार, हम प्रतिरोध R1 = U / I = 3 / 0.055 = 54.5 ओम का पता लगाते हैं, जहां प्रतिरोधक के माध्यम से U और I प्रतिरोधक और वर्तमान में वोल्टेज हैं। आइए, निकटतम मानक सीमा से 47 ओम का एक प्रतिरोध चुनें, जेनर डायोड के माध्यम से वर्तमान थोड़ा अधिक होगा, लेकिन यह ठीक है। यह भी गणना की जा सकती है, कुल वर्तमान: इर 1 = यू / आर = 3/47 = 0.063 ए, फिर जेनर डायोड का न्यूनतम वर्तमान: 63 - 50 = 13 एमए। पावर रेसिस्टर R1: P = U * I = 3 * 0.063 = 0.189 W हम 0.5 वाट के लिए एक मानक रोकनेवाला चुनते हैं। वैसे, मैं आपको Pmax / 2 के बारे में प्रतिरोधों की शक्ति से अधिक नहीं होने की सलाह देता हूं, वे लंबे समय तक जीवित रहेंगे।

जेनर डायोड पर ताप के रूप में शक्ति भी घुल जाती है, और सबसे खराब स्थिति में यह P = Ust * (Inag + Ist।) = 15 * (NAB + 0.013) = 0.945 W के बराबर होगा। जेनर डायोड विभिन्न शक्तियों पर रिलीज होता है, निकटतम 1W, लेकिन फिर लगभग 1W की खपत के साथ मामले का तापमान कहीं 125 डिग्री सेल्सियस के आसपास होगा, 3 वाट के मार्जिन के साथ लेना बेहतर है। जेनर डायोड 0.25, 0.5, 1, 3, 5 वाट आदि पर रिलीज होता है।

Google में पहला अनुरोध "जेनर डायोड 3W 15V" ने 1N5929BG जारी किया। अगला, "डेटाशीट 1N5929BG" के लिए देखें। डेटाशीट के अनुसार, इसमें 0.25 mA का न्यूनतम स्थिरीकरण करंट है, जो 13 mA से कम है, और अधिकतम 100 mA है, जो 63 mA से अधिक है, अर्थात। इसके ऑपरेटिंग मोड में फिट बैठता है, इसलिए यह हमें सूट करता है।

सामान्य तौर पर, यह पूरी गणना है। हां, स्टेबलाइजर आदर्श नहीं है, इसका आंतरिक प्रतिरोध शून्य नहीं है, लेकिन यह सरल और सस्ता है और निर्दिष्ट वर्तमान सीमा में काम करता है। और यह भी, क्योंकि यह एक समानांतर स्टेबलाइजर है, बिजली की आपूर्ति का वर्तमान स्थिर होगा। एक ट्रांजिस्टर के साथ जेनर डायोड को शक्ति प्रदान करके अधिक शक्तिशाली स्टेबलाइजर्स प्राप्त किए जा सकते हैं, लेकिन यह ट्रांजिस्टर के बारे में अगले लेख का विषय है।

एक नियम के रूप में, एक पारंपरिक मल्टीमीटर के साथ एक टूटने के लिए जेनर डायोड की जांच करें, असंभव है। अधिक या कम हाई-वोल्टेज ज़ेनर डायोड के साथ, प्रोब पर बस पर्याप्त वोल्टेज नहीं है। केवल एक चीज जो की जा सकती है, उसे आगे की दिशा में साधारण डायोड चालकता की उपस्थिति के लिए रिंग करना है। लेकिन यह अप्रत्यक्ष रूप से डिवाइस के संचालन की गारंटी देता है।

जेनर डायोड का उपयोग वोल्टेज संदर्भ स्रोतों के रूप में भी किया जा सकता है, लेकिन वे शोर हैं। इन उद्देश्यों के लिए, विशेष कम-शोर वाले जेनर डायोड का उत्पादन किया जाता है, लेकिन उनकी कीमत, मेरी समझ में, सिलिकॉन के एक टुकड़े के ऊपर है, थोड़ा जोड़ना और सर्वोत्तम मापदंडों के साथ एक एकीकृत स्रोत खरीदना बेहतर है।

डायोड के समान कई अर्धचालक उपकरण भी हैं: एक थाइरिस्टर (नियंत्रित डायोड), एक ट्राईक (सिमिट्रिक थायरिस्टर), एक डाइनिस्टर (जो केवल एक निश्चित वोल्टेज तक पहुंचने पर स्पंदित खुलता है), एक वैरिकाप (एक चर समाई के साथ), और कुछ और। नियंत्रित रेक्टिफायर या सक्रिय लोड नियामकों का निर्माण करते समय आपको पावर इलेक्ट्रॉनिक्स में पहले लोगों की आवश्यकता होगी। और मैंने पिछले 10 वर्षों का सामना नहीं किया है, इसलिए मैं इस विषय को विकी पर स्वतंत्र पढ़ने के लिए छोड़ देता हूं, कम से कम थायरिस्टर के बारे में।