डिटेक्टर डायोड

डिटेक्टर डायोड का मुख्य कार्य उच्च-आवृत्ति सिग्नल से निम्न-आवृत्ति सिग्नल निकालना है। ये बिंदु-संपर्क संरचना में निर्मित होते हैं, जिसका अर्थ है कि इनकी जंक्शन धारिता कम होती है और ये उच्च आवृत्तियों पर कार्य कर सकते हैं। आमतौर पर, ये जर्मेनियम पदार्थ से बने होते हैं। सिद्धांत रूप में, इनपुट सिग्नल से मॉड्यूलेटिंग सिग्नल निकालने की प्रक्रिया को डिटेक्शन कहा जाता है। 100 mA की सीमांत दिष्टीकरण धारा वाले, 100 mA से कम आउटपुट धारा वाले डायोड को डिटेक्टर डायोड कहा जाता है। जर्मेनियम बिंदु-संपर्क प्रकार के डायोड 400 MHz तक की आवृत्तियों पर कार्य कर सकते हैं, जिनमें कम अग्र वोल्टेज पात, कम जंक्शन धारिता, उच्च डिटेक्शन दक्षता और अच्छी आवृत्ति विशेषताएँ होती हैं, जैसे कि 2AP प्रकार। डिटेक्शन के अलावा, इन डायोड का उपयोग सर्किट में लिमिटिंग, क्लिपिंग, मॉड्यूलेटिंग, मिक्सिंग, स्विचिंग और अन्य कार्यों के लिए भी किया जा सकता है। FM डिटेक्शन के लिए समान विशेषताओं वाले दो डायोड के विशेष संयोजन भी उपलब्ध हैं।

रेक्टिफायर डायोड

सिद्धांत रूप में, प्रत्यावर्ती धारा (AC) इनपुट से दिष्ट धारा (DC) आउटपुट प्राप्त करने की प्रक्रिया को दिष्टीकरण कहते हैं। 100 mA की दिष्टीकरण धारा को सीमा मानकर, 100 mA से अधिक आउटपुट धारा वाले डायोड को दिष्टकारी डायोड कहा जाता है। इनकी संरचना समतलीय होती है, जिसके परिणामस्वरूप इनकी संधि धारिता अधिक होती है और इनका उपयोग आमतौर पर 3 kHz से कम आवृत्ति पर किया जाता है। अधिकतम पश्च वोल्टेज 25 वोल्ट से 3000 वोल्ट तक होता है, जिसे A से X तक 22 श्रेणियों में विभाजित किया गया है। इन्हें निम्न प्रकार वर्गीकृत किया गया है: ① सिलिकॉन अर्धचालक दिष्टकारी डायोड (2CZ प्रकार), ② सिलिकॉन ब्रिज दिष्टकारी (QL प्रकार), और ③ 100 kHz के करीब कार्यशील आवृत्ति वाले टेलीविजन सेटों में प्रयुक्त उच्च-वोल्टेज सिलिकॉन स्टैक (2CLG प्रकार)।

क्लिपिंग डायोड

जब एक डायोड अग्र-बायस्ड होता है और चालन करता है, तो उसका अग्र वोल्टेज ड्रॉप अनिवार्य रूप से स्थिर रहता है (सिलिकॉन डायोड के लिए 0.7 V और जर्मेनियम डायोड के लिए 0.3 V)। इस विशेषता का उपयोग सर्किट में सिग्नल के आयाम को एक निश्चित सीमा के भीतर सीमित करने के लिए क्लिपिंग तत्व के रूप में किया जाता है। अधिकांश डायोड क्लिपिंग के लिए उपयोग किए जा सकते हैं। विशेष क्लिपिंग डायोड भी उपलब्ध हैं, जैसे कि उपकरणों की सुरक्षा के लिए और उच्च-आवृत्ति वाले जेनर डायोड। तीव्र आयाम स्पाइक्स को सीमित करने की क्षमता बढ़ाने के लिए, सिलिकॉन डायोड का आमतौर पर उपयोग किया जाता है। ऐसे घटक भी उपलब्ध हैं जिनमें कई रेक्टिफायर डायोड श्रृंखला में जुड़े होते हैं जो आवश्यक क्लिपिंग वोल्टेज के आधार पर एक एकल इकाई बनाते हैं।

मॉड्यूलेटिंग डायोड

यह आमतौर पर रिंग मॉड्यूलेशन के लिए विशेष रूप से उपयोग किए जाने वाले डायोड को संदर्भित करता है, जो लगातार अग्रगामी विशेषताओं वाले चार डायोड का संयोजन होते हैं। हालाँकि अन्य वेरैक्टर डायोड में भी मॉड्यूलेशन अनुप्रयोग होते हैं, लेकिन आमतौर पर इनका उपयोग सीधे आवृत्ति मॉड्यूलेशन के लिए किया जाता है।

मिक्सिंग डायोड

500 हर्ट्ज से 10,000 हर्ट्ज की आवृत्ति रेंज में डायोड मिश्रण विधियों का उपयोग करते समय, शॉटकी और बिंदु-संपर्क डायोड का आमतौर पर उपयोग किया जाता है।

प्रवर्धक डायोड

डायोड का उपयोग करके प्रवर्धन में आमतौर पर टनल डायोड और बल्क-इफ़ेक्ट डायोड जैसे ऋणात्मक प्रतिरोध उपकरण, साथ ही वैरैक्टर डायोड का उपयोग करके पैरामीट्रिक प्रवर्धन शामिल होता है। इसलिए, प्रवर्धन डायोड आमतौर पर टनल डायोड, बल्क-इफ़ेक्ट डायोड और वैरैक्टर डायोड को संदर्भित करते हैं।

डायोड स्विचिंग

अग्र-बायस्ड होने पर एक डायोड का प्रतिरोध बहुत कम होता है और यह बंद स्विच के समान चालक अवस्था में होता है; पश्च-बायस्ड होने पर, इसका प्रतिरोध बहुत अधिक होता है और यह खुले स्विच के समान कटऑफ अवस्था में होता है। डायोड की स्विचिंग विशेषताओं का उपयोग विभिन्न लॉजिक सर्किट बनाने के लिए किया जा सकता है। कुछ स्विचिंग डायोड कम धाराओं (लगभग 10 mA) वाले लॉजिक संचालनों के लिए और कुछ सैकड़ों मिलीएम्पियर धाराओं वाले कोर उत्तेजन के लिए उपयोग किए जाते हैं। कम-धारा वाले स्विचिंग डायोड आमतौर पर बिंदु-संपर्क और कुंजी-प्रकार के डायोड होते हैं, जबकि उच्च-तापमान वाले वातावरण में उपयोग के लिए सिलिकॉन विसरण, मेसा और समतल डायोड भी उपलब्ध हैं। स्विचिंग डायोड का मुख्य लाभ उनकी तेज़ स्विचिंग गति है। शॉट्की डायोड का स्विचिंग समय विशेष रूप से कम होता है और ये आदर्श स्विचिंग डायोड हैं। 2AK प्रकार के बिंदु-संपर्क डायोड मध्यम-गति स्विचिंग सर्किट के लिए उपयोग किए जाते हैं, जबकि 2CK प्रकार के समतल डायोड उच्च-गति स्विचिंग सर्किट के लिए उपयोग किए जाते हैं। इनका उपयोग स्विचिंग, लिमिटिंग, क्लैम्पिंग या डिटेक्शन सर्किट में भी किया जाता है। शॉटकी (SBD) सिलिकॉन उच्च-धारा स्विचिंग डायोड में कम फ़ॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप, तेज़ गति और उच्च दक्षता होती है।

वैक्टर डायोड

वैरेक्टर डायोड कम-शक्ति वाले डायोड होते हैं जिनका उपयोग स्वचालित आवृत्ति नियंत्रण (AFC) और ट्यूनिंग के लिए किया जाता है। जापानी निर्माताओं के बीच इन्हें विभिन्न नामों से भी जाना जाता है। विपरीत वोल्टेज लगाने पर डायोड की जंक्शन धारिता बदल जाती है। इसलिए, इनका उपयोग स्वचालित आवृत्ति नियंत्रण, स्कैनिंग दोलन, आवृत्ति मॉडुलन और ट्यूनिंग जैसे अनुप्रयोगों में किया जाता है। आमतौर पर, इन्हें विसरण प्रक्रिया का उपयोग करके सिलिकॉन से बनाया जाता है, लेकिन अन्य विशेष प्रकार जैसे मिश्र धातु विसरण, एपीटैक्सियल जंक्शन और द्वि-विसरण डायोड का भी उपयोग किया जाता है क्योंकि ये डायोड वोल्टेज के साथ धारिता में विशेष रूप से बड़ा परिवर्तन प्रदर्शित करते हैं। जंक्शन धारिता विपरीत वोल्टेज VR के साथ बदलती रहती है, परिवर्तनशील संधारित्रों का स्थान लेती है और ट्यूनिंग परिपथों, दोलक परिपथों और कला-अवरुद्ध लूपों में उपयोग की जाती है। इनका उपयोग आमतौर पर टेलीविजन उच्च-आवृत्ति हेड्स में चैनल रूपांतरण और ट्यूनिंग परिपथों के लिए किया जाता है और ये अधिकांशतः सिलिकॉन से बने होते हैं।

आवृत्ति गुणक डायोड

डायोड का उपयोग करके आवृत्ति गुणन के लिए, दो प्रकार हैं: वैरैक्टर डायोड का उपयोग करके आवृत्ति गुणन और स्टेप (या अचानक) रिकवरी डायोड का उपयोग करके आवृत्ति गुणन। आवृत्ति गुणन के लिए उपयोग किए जाने वाले वैरैक्टर डायोड को परिवर्तनीय प्रतिक्रिया डायोड कहा जाता है। यद्यपि परिवर्तनीय प्रतिक्रिया डायोड का कार्य सिद्धांत स्वचालित आवृत्ति नियंत्रण के लिए उपयोग किए जाने वाले वैरैक्टर डायोड के समान है, प्रतिक्रिया डायोड का निर्माण उच्च शक्ति को संभाल सकता है। स्टेप रिकवरी डायोड, जिसे स्टेप रिकवरी डायोड के रूप में भी जाना जाता है, में चालन से कटऑफ में स्विच करते समय एक छोटा रिवर्स रिकवरी समय trr होता है। इसलिए, उनका मुख्य लाभ कटऑफ स्थिति में तेजी से स्विच करते समय काफी कम स्थानांतरण समय है।

ज़ेनर डायोड

इस प्रकार के डायोड को डायोड के रिवर्स ब्रेकडाउन विशेषता का उपयोग करके बनाया जाता है, जो सर्किट में वोल्टेज को स्थिर करने के लिए अपने टर्मिनलों में लगभग स्थिर वोल्टेज बनाए रखता है। यह एक ऐसा उत्पाद है जो वोल्टेज स्थिर करने वाले इलेक्ट्रॉनिक डायोड की जगह लेता है। यह एक डायोड है जिसमें एक तीव्र रिवर्स ब्रेकडाउन विशेषता वक्र है। इसका उपयोग नियंत्रण वोल्टेज और संदर्भ वोल्टेज के रूप में किया जाता है। डायोड का ऑपरेटिंग वोल्टेज (जिसे जेनर वोल्टेज भी कहा जाता है) लगभग 3 V से 150 V तक होता है, जिसमें कई ग्रेड 10% से विभाजित होते हैं। बिजली के संदर्भ में, उत्पाद 200 mW से 100 W से अधिक तक उपलब्ध हैं। रिवर्स ब्रेकडाउन स्थिति में काम करना, सिलिकॉन सामग्री से बना, बहुत छोटे गतिशील प्रतिरोध RZ के साथ, आमतौर पर 2CW, 2CW56, आदि;

जेनर डायोड का तापमान गुणांक α: α, 1°C तापमान परिवर्तन पर स्थिरीकरण वोल्टेज में परिवर्तन को दर्शाता है। 4 V से कम स्थिरीकरण वोल्टेज वाले डायोड का तापमान गुणांक ऋणात्मक होता है (जेनर ब्रेकडाउन के कारण), जिसका अर्थ है कि तापमान बढ़ने पर स्थिरीकरण वोल्टेज घटता है (तापमान के कारण संयोजकता इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा स्तरों पर चले जाते हैं); 7 V से अधिक स्थिरीकरण वोल्टेज वाले डायोड का तापमान गुणांक धनात्मक होता है (एवलांच ब्रेकडाउन के कारण), जिसका अर्थ है कि तापमान बढ़ने पर स्थिरीकरण वोल्टेज बढ़ता है (तापमान परमाणु कंपन आयाम को बढ़ाता है, जिससे वाहक गति में बाधा उत्पन्न होती है); 4 और 7 V के बीच स्थिरीकरण वोल्टेज वाले डायोड का तापमान गुणांक बहुत कम होता है, लगभग शून्य (जेनर और एवलांच ब्रेकडाउन दोनों होते हैं)।

पिन डायोड

यह एक क्रिस्टल डायोड है जो P और N क्षेत्रों के बीच एक आंतरिक अर्धचालक (या कम अशुद्धता सांद्रता वाला अर्धचालक) से निर्मित होता है। PIN में "I" का अर्थ "आंतरिक" है। 100 मेगाहर्ट्ज से अधिक आवृत्तियों पर संचालित होने पर, अल्पसंख्यक वाहकों के संचयन प्रभाव और "आंतरिक" परत में पारगमन समय प्रभाव के कारण, डायोड अपनी दिष्टकारी क्रिया खो देता है और एक प्रतिबाधा अवयव बन जाता है, जिसका प्रतिबाधा मान बायस वोल्टेज के साथ बदलता रहता है। शून्य बायस या पश्च बायस में, "आंतरिक" क्षेत्र की प्रतिबाधा बहुत अधिक होती है; अग्र बायस में, "आंतरिक" क्षेत्र में वाहकों के अंतःक्षेपण के कारण, "आंतरिक" क्षेत्र कम प्रतिबाधा अवस्था प्रदर्शित करता है। इसलिए, PIN डायोड का उपयोग एक परिवर्ती प्रतिबाधा अवयव के रूप में किया जा सकता है। इसका उपयोग आमतौर पर उच्च-आवृत्ति स्विचिंग (माइक्रोवेव स्विचिंग), कला-स्थानांतरण, मॉडुलन, सीमांकन और अन्य परिपथों में किया जाता है।

हिमस्खलन डायोड

यह एक ट्रांजिस्टर है जो लगाए गए वोल्टेज के प्रभाव में उच्च-आवृत्ति दोलन उत्पन्न कर सकता है। उच्च-आवृत्ति दोलन उत्पन्न करने का कार्य सिद्धांत इस प्रकार है: क्रिस्टल में वाहकों को प्रविष्ट कराने के लिए हिमस्खलन विखंडन का उपयोग करना, क्योंकि वेफर के आर-पार वाहकों का पारगमन समय सीमित होता है, धारा वोल्टेज से पीछे रह जाती है, जिसके परिणामस्वरूप विलंब समय होता है। यदि पारगमन समय को उचित रूप से नियंत्रित किया जाए, तो

सुरंग डायोड

टनल डायोड एक क्रिस्टल डायोड है जिसका प्राथमिक धारा घटक टनलिंग धारा है। इसके आधार पदार्थ गैलियम आर्सेनाइड और जर्मेनियम हैं। P-प्रकार और N-प्रकार क्षेत्र अत्यधिक अपमिश्रित (अर्थात, अशुद्धियों की उच्च सांद्रता वाले) होते हैं। टनलिंग धारा इन पतित अर्धचालकों के क्वांटम यांत्रिक प्रभावों द्वारा उत्पन्न होती है। टनलिंग प्रभाव की घटना के लिए निम्नलिखित तीन स्थितियाँ आवश्यक हैं: ① फर्मी स्तर चालन बैंड और संयोजकता बैंड के भीतर स्थित हो; ② स्थानिक आवेश परत अत्यंत संकीर्ण (0.01 माइक्रोमीटर से कम) होनी चाहिए; पतित अर्धचालक के P-प्रकार क्षेत्र में छिद्रों के ऊर्जा स्तरों और N-प्रकार क्षेत्र में इलेक्ट्रॉनों के ऊर्जा स्तरों के बीच अतिव्यापन की संभावना होती है। टनल डायोड एक द्वि-टर्मिनल सक्रिय उपकरण है। इसका मुख्य प्राचल शिखर-से-घाटी धारा अनुपात (IP/PV) है, जहाँ उप-अंक "P" "शिखर" को दर्शाता है और उप-अंक "V" "घाटी" को दर्शाता है। सुरंग डायोड का उपयोग कम शोर वाले उच्च आवृत्ति एम्पलीफायरों और उच्च आवृत्ति दोलित्रों (जिनकी प्रचालन आवृत्ति मिलीमीटर तरंग बैंड तक पहुंचती है) में किया जा सकता है, तथा इसका उपयोग उच्च गति स्विचिंग सर्किट में भी किया जा सकता है।

स्टेप रिकवरी डायोड

यह भी एक PN जंक्शन वाला डायोड है। इसकी संरचनात्मक विशेषता PN जंक्शन सीमा पर एक तीव्र अशुद्धता वितरण है, जो एक "स्व-संपोषित विद्युत क्षेत्र" बनाता है। चूँकि PN जंक्शन, अग्र अभिनत के अंतर्गत अल्पसंख्यक वाहकों के साथ संचालित होता है और PN जंक्शन के पास आवेश भंडारण प्रभाव रखता है, इसलिए पश्च धारा को अपने न्यूनतम मान (पश्च संतृप्ति धारा मान) तक गिरने के लिए एक "संग्रहण समय" की आवश्यकता होती है। स्टेप रिकवरी डायोड का "स्व-संपोषित विद्युत क्षेत्र" भंडारण समय को छोटा कर देता है, जिससे पश्च धारा शीघ्रता से कट जाती है और समृद्ध हार्मोनिक घटक उत्पन्न होते हैं। इन हार्मोनिक घटकों का उपयोग कॉम्ब स्पेक्ट्रम जनन परिपथों को डिज़ाइन करने के लिए किया जा सकता है। स्टेप रिकवरी डायोड का उपयोग पल्स और उच्च-क्रम हार्मोनिक परिपथों में किया जाता है।

शॉट्की बैरियर डायोड

यह एक "धातु-अर्धचालक संधि" वाला डायोड है जो शॉट्की विशेषताएँ प्रदर्शित करता है। इसमें अग्र वोल्टेज पात कम होता है। धातु की परत सोना, मोलिब्डेनम, निकल और टाइटेनियम जैसी सामग्रियों से बनी हो सकती है। अर्धचालक पदार्थ आमतौर पर सिलिकॉन या गैलियम आर्सेनाइड होता है, जो आमतौर पर N-प्रकार के अर्धचालकों के रूप में होता है। यह उपकरण बहुसंख्यक वाहकों के साथ चालन करता है, इसलिए इसकी पश्च संतृप्ति धारा, PN संधि की तुलना में बहुत अधिक होती है, जो अल्पसंख्य वाहकों के साथ चालन करती है। चूँकि शॉट्की डायोड में अल्पसंख्य वाहकों का संग्रहण प्रभाव न्यूनतम होता है, इसलिए इसकी आवृत्ति अनुक्रिया केवल RC समय स्थिरांक द्वारा सीमित होती है, जो इसे उच्च-आवृत्ति और तीव्र स्विचिंग अनुप्रयोगों के लिए एक आदर्श उपकरण बनाती है। इसकी परिचालन आवृत्ति 100 GHz तक पहुँच सकती है। इसके अतिरिक्त, MIS (धातु-रोधक-अर्धचालक) शॉट्की डायोड का उपयोग सौर सेल या प्रकाश उत्सर्जक डायोड बनाने के लिए किया जा सकता है। यह एक फ्रीव्हीलिंग डायोड के रूप में भी काम कर सकता है, जो स्विच-मोड पावर सप्लाई और रिले में प्रेरक जैसे प्रेरणिक भार में फ्रीव्हीलिंग फ़ंक्शन प्रदान करता है।

अवमंदन डायोड

डंपिंग डायोड आमतौर पर उच्च-आवृत्ति वोल्टेज सर्किट में उपयोग किए जाते हैं। इनमें उच्च पश्च कार्यशील वोल्टेज और शिखर धारा होती है, जबकि अग्र वोल्टेज में कमी कम होती है। इन उच्च-आवृत्ति, उच्च-वोल्टेज रेक्टिफायर डायोड का उपयोग टेलीविजन के क्षैतिज स्कैनिंग सर्किट में डंपिंग और वोल्टेज बढ़ाने के लिए किया जाता है। सामान्य डंपिंग डायोड में 2CN1, 2CN2 और BSBS44 शामिल हैं।

क्षणिक वोल्टेज दमन डायोड

टीवीपी डायोड सर्किट के लिए त्वरित ओवरवोल्टेज सुरक्षा प्रदान करता है। यह द्विध्रुवीय और एकध्रुवीय दोनों प्रकारों में उपलब्ध है, जिन्हें अधिकतम शक्ति (500W - 5000W) और वोल्टेज (8.2V - 200V) के आधार पर वर्गीकृत किया गया है।

डबल-बेस डायोड (सिंगल-क्रिस्टल ट्रांजिस्टर)

यह दो आधारों और एक उत्सर्जक वाला एक तीन-टर्मिनल ऋणात्मक प्रतिरोध उपकरण है। इसका उपयोग विश्राम दोलक परिपथों और समय वोल्टेज रीडआउट परिपथों में किया जाता है। इसके लाभ हैं: आसान आवृत्ति समायोजन और अच्छी तापमान स्थिरता।

प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी)

गैलियम फॉस्फाइड और गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड पदार्थों से बने ये एलईडी आकार में छोटे होते हैं और आगे की ओर झुकने पर प्रकाश उत्सर्जित करते हैं। ये कम वोल्टेज और धारा पर काम करते हैं, एकसमान प्रकाश उत्सर्जन, लंबी उम्र और लाल, पीले, हरे और नीले रंग का एकवर्णी प्रकाश उत्सर्जित करने की क्षमता रखते हैं। तकनीकी प्रगति के साथ, सफेद, उच्च-चमक वाले एलईडी विकसित हुए हैं, जिससे उभरते हुए एलईडी प्रकाश उद्योग को बढ़ावा मिला है। इनका उपयोग वीसीडी, डीवीडी, कैलकुलेटर और अन्य उपकरणों के डिस्प्ले में भी किया जाता है।

सिलिकॉन पावर स्विचिंग डायोड

सिलिकॉन पावर स्विचिंग डायोड में उच्च-गति चालन और कटऑफ क्षमता होती है। इसका उपयोग मुख्यतः उच्च-शक्ति स्विचिंग या वोल्टेज स्थिरीकरण सर्किट, डीसी कन्वर्टर्स, उच्च-गति मोटर गति नियंत्रण, और ड्राइव सर्किट में उच्च-आवृत्ति रेक्टिफायर और फ्रीव्हीलिंग क्लैंप के रूप में किया जाता है। इसमें सॉफ्ट रिकवरी विशेषताएँ और मज़बूत अधिभार क्षमता के लाभ हैं, और इसका व्यापक रूप से कंप्यूटर पावर सप्लाई, रडार पावर सप्लाई और स्टेप मोटर गति नियंत्रण अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।