آپریشن کا اصول اور مستحکم ڈائیوڈس کی اہم خصوصیات

سیمی کنڈکٹر ڈایڈڈ میں بہت سے "پیشہ" ہیں۔ یہ وولٹیج کو درست کر سکتا ہے، الیکٹرک سرکٹس کو دوگنا کر سکتا ہے، آلات کو بجلی کی غلط فراہمی سے بچا سکتا ہے۔ لیکن ایک غیر معمولی قسم کا ڈایڈڈ "آپریشن" ہے جب اس کی یک طرفہ ترسیل کی خاصیت کو بالواسطہ طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ ایک سیمی کنڈکٹر ڈیوائس جس کے لیے آپریشن کا نارمل موڈ ریورس بائیس ہوتا ہے اسٹیبلائزنگ ڈائیوڈ کہلاتا ہے۔

زینر ڈائیوڈ کیا ہے، یہ کہاں استعمال ہوتا ہے اور کس قسم کا وجود ہے۔

ایک سٹیبلیٹرون، یا زینر ڈائیوڈ (جس کا نام امریکی سائنسدان کے نام پر رکھا گیا ہے جس نے پہلی بار اس سیمی کنڈکٹر ڈیوائس کی خصوصیات کا مطالعہ کیا اور بیان کیا)، ایک باقاعدہ ڈایڈڈ ہے جس میں p-n جنکشن ہے۔ اس کی خاصیت خصوصیت کے منفی تعصب والے حصے پر اس کا آپریشن ہے، یعنی جب وولٹیج کو ریورس پولرٹی میں لاگو کیا جاتا ہے۔ اس طرح کے ڈایڈڈ کو ایک آزاد سٹیبلائزر کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، لوڈ کرنٹ کی مختلف حالتوں اور ان پٹ وولٹیج کے اتار چڑھاو سے قطع نظر صارف وولٹیج کو مستقل برقرار رکھتا ہے۔اس کے علاوہ سٹیبلیٹرون پر نوڈس کو ایڈوانس سرکٹری والے دیگر سٹیبلائزرز کے لیے حوالہ وولٹیج کے ذرائع کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ کم کثرت سے، ریورس ڈایڈڈ نبض کی شکل دینے والے عنصر یا اضافے کو دبانے والے کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔

روایتی اسٹیبلیٹرون اور دو کینن ڈایڈس ہیں۔ دو کاربن اسٹیبلیٹرون ایک ہی معاملے میں مخالف سمتوں میں دو ڈائیوڈ ہیں۔ اسے ایک مناسب سرکٹ کے مطابق دو الگ الگ آلات سے جوڑ کر تبدیل کیا جا سکتا ہے۔

اسٹیبلیٹرون کی وولٹ ایمپیئر کی خصوصیات اور یہ کیسے کام کرتا ہے۔

یہ سمجھنے کے لیے کہ سٹیبلائزر کیسے کام کرتا ہے، آپ کو اس کی مخصوص وولٹ ایمپیئر خصوصیت (VAC) کا مطالعہ کرنا ہوگا۔

اگر آپ آگے کی سمت زینر پر وولٹیج لگاتے ہیں، ایک عام ڈائیوڈ کی طرح، یہ ایک عام ڈائیوڈ کی طرح برتاؤ کرے گا۔ تقریباً 0.6 V کے وولٹیج پر (سلیکون ڈیوائس کے لیے) یہ کھلے گا اور CVC کے لکیری حصے میں چلا جائے گا۔ مضمون کے موضوع پر، یہ دیکھنا زیادہ دلچسپ ہے کہ جب مخالف قطبیت کا وولٹیج لگایا جاتا ہے تو اسٹیبلائزنگ ڈایڈڈ کیسے برتاؤ کرتا ہے (خصوصیت کا منفی پہلو)۔ سب سے پہلے اس کی مزاحمت تیزی سے بڑھ جائے گی اور ڈیوائس کرنٹ لے جانا بند کر دے گی۔ لیکن جب وولٹیج ایک خاص قدر تک پہنچ جائے گا، تو کرنٹ میں تیزی سے اضافہ ہوگا، جسے بریک ڈاؤن کہتے ہیں۔ یہ برفانی تودے کی طرح ہے، اور جب بجلی ہٹا دی جاتی ہے تو غائب ہو جاتی ہے۔ اگر ریورس وولٹیج بڑھتا رہتا ہے، تو p-n جنکشن گرم ہونا شروع ہو جائے گا اور تھرمل بریک ڈاؤن موڈ میں چلا جائے گا۔ تھرمل بریک ڈاؤن ناقابل واپسی ہے اور اس کا مطلب ہے کہ ڈایڈڈ ناکام ہو جائے گا، لہذا آپ کو اس موڈ میں ڈائیوڈ نہیں رکھنا چاہیے۔

برفانی تودے کے بریک ڈاؤن موڈ میں سیمی کنڈکٹر ڈیوائس کا آپریشن سیکشن دلچسپ ہے۔ اس کی شکل لکیری کے قریب ہے، اور اس میں اونچی کھڑکی ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ کرنٹ (ΔI) میں بڑی تبدیلی کے ساتھ سٹیبلائزر کے پار وولٹیج ڈراپ میں تبدیلی نسبتاً کم ہے (ΔU)۔ اور یہ استحکام ہے۔

یہ رویہ جب ریورس وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے تو کسی بھی ڈایڈڈ کی خصوصیت ہوتی ہے۔ لیکن اسٹیبلائزنگ ڈائیوڈ کی خاصیت یہ ہے کہ CVC کے اس حصے میں اس کے پیرامیٹرز کو نارمل کیا جاتا ہے۔ اس کا اسٹیبلائزیشن وولٹیج اور خصوصیت کی ڈھلوان (ایک خاص پھیلاؤ کے ساتھ) دی گئی ہے اور یہ اہم پیرامیٹرز ہیں جو سرکٹ میں استعمال کیے جانے والے آلے کی مناسبیت کا تعین کرتے ہیں۔ یہ حوالہ جاتی کتابوں میں مل سکتے ہیں۔ عام ڈایڈس کو مستحکم کرنے والے ڈایڈس کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے - اگر آپ ان کے SVC کی تصویر لیتے ہیں اور آپ کو ان میں سے ایک مناسب خصوصیت والا مل جاتا ہے۔ لیکن یہ ایک لمبا، وقت طلب عمل ہے جس کے نتائج کی ضمانت نہیں ہے۔

ایک مستحکم ڈایڈڈ کی اہم خصوصیات ہیں

اپنی درخواست کے لیے Zener diode کو منتخب کرنے کے لیے، آپ کو چند اہم پیرامیٹرز کو جاننے کی ضرورت ہے۔ یہ خصوصیات ہاتھ میں کام کے لیے منتخب کردہ ڈیوائس کی مناسبیت کا تعین کریں گی۔

ریٹیڈ اسٹیبلائزنگ وولٹیج

منتخب کرتے وقت دیکھنے والا پہلا زینر پیرامیٹر سٹیبلائزیشن وولٹیج ہے، جس کا تعین برفانی تودے کے ٹوٹنے کے ابتدائی نقطہ سے ہوتا ہے۔ یہ سرکٹ میں استعمال کے لیے کسی ڈیوائس کو منتخب کرنے کا نقطہ آغاز ہے۔ عام زینر کی مختلف کاپیاں، یہاں تک کہ ایک ہی قسم کی، میں بھی کچھ فیصد کے علاقے میں وولٹیج کا فرق ہوتا ہے، جب کہ درستگی والوں کے لیے یہ فرق کم ہوتا ہے۔ اگر برائے نام وولٹیج نامعلوم ہے، تو اس کا تعین ایک سادہ سرکٹ کو جمع کر کے کیا جا سکتا ہے۔ تیار کرنا ضروری ہے:

• 1...3 kOhm کا بیلسٹ ریزسٹر؛
• ایک سایڈست وولٹیج ذریعہ؛
• ایک وولٹ میٹر (آپ ٹیسٹر استعمال کر سکتے ہیں)۔

وولٹ میٹر کے ساتھ سٹیبلائزر پر وولٹیج کے اضافے کو کنٹرول کرتے ہوئے، بجلی کی فراہمی کے وولٹیج کو صفر سے بڑھانا ضروری ہے۔ ان پٹ وولٹیج میں مزید اضافے کے باوجود کسی وقت یہ رک جائے گا۔ یہ اصل اسٹیبلائزیشن وولٹیج ہے۔ اگر کوئی ریگولیٹڈ سورس نہیں ہے، تو آپ مستقل آؤٹ پٹ وولٹیج کے ساتھ پاور سپلائی استعمال کر سکتے ہیں جسے سٹیبلائزیشن کے U سے زیادہ جانا جاتا ہے۔ سرکٹ اور پیمائش کا اصول وہی رہتا ہے۔لیکن ضرورت سے زیادہ آپریٹنگ کرنٹ کی وجہ سے سیمی کنڈکٹر ڈیوائس کے ناکام ہونے کا خطرہ ہے۔

2...3 V سے 200 V تک کے وولٹیجز کے لیے اسٹیبلیٹرون استعمال کیے جاتے ہیں۔ اس حد سے نیچے مستحکم وولٹیج بنانے کے لیے، دیگر آلات استعمال کیے جاتے ہیں - سٹیبلیٹرون، CVC کے سیدھے حصے پر کام کرتے ہیں۔

آپریٹنگ موجودہ رینج

کرنٹ کی رینج جس پر اسٹیبلائزنگ ڈائیوڈ اپنا کام انجام دیتے ہیں اوپر اور نیچے تک محدود ہے۔ نچلے حصے میں یہ خصوصیت وکر کی الٹی شاخ کے لکیری حصے کے آغاز تک محدود ہے۔ نچلے دھاروں پر، خصوصیت وولٹیج کی مستقل مزاجی فراہم نہیں کرتی ہے۔

اوپری قدر زیادہ سے زیادہ بجلی کی کھپت سے محدود ہے جس کے لیے سیمی کنڈکٹر ڈیوائس قابل ہے اور اس کے ڈیزائن پر منحصر ہے۔ دھاتی کیس میں سٹیبلیٹرون زیادہ کرنٹ کے لیے ڈیزائن کیے گئے ہیں، لیکن آپ کو ہیٹ سنک کے استعمال کے بارے میں نہیں بھولنا چاہیے۔ ان کے بغیر، سب سے زیادہ قابل اجازت بجلی کی کھپت نمایاں طور پر کم ہوگی۔

تفریق مائبادا ۔

ایک اور پیرامیٹر جو ریگولیٹر کی کارکردگی کا تعین کرتا ہے وہ ہے تفریق مزاحمت Rc۔ اس کی تعریف وولٹیج ΔU میں موجودہ ΔI میں نتیجے میں ہونے والی تبدیلی کے تناسب کے طور پر کی گئی ہے۔ اس قدر میں مزاحمت کا طول و عرض ہے اور اسے اوہم میں ماپا جاتا ہے۔ گرافک طور پر، یہ خصوصیت کے کام کرنے والے حصے کی ڈھلوان کا ٹینجنٹ ہے۔ ظاہر ہے، مزاحمت جتنی چھوٹی ہوگی، استحکام کا معیار اتنا ہی بہتر ہوگا۔ ایک آئیڈیل کے لیے (عملی طور پر موجود نہیں ہے) سٹیبلائزر Rst صفر ہے - کرنٹ میں کوئی بھی اضافہ وولٹیج میں کوئی تبدیلی نہیں کرے گا، اور وکر کا سیکشن آرڈینیٹس کے محور کے متوازی ہوگا۔

سٹیبلائزر مارکنگ

گھریلو اور درآمد شدہ دھاتی انکیپسولڈ اسٹیبلائزنگ ڈایڈس کو سادہ اور واضح طور پر لیبل لگایا گیا ہے۔ ان پر آلہ کے نام اور انوڈ اور کیتھوڈ کے مقام کے ساتھ اسکیمیٹک عہدہ کی شکل میں نشان لگا دیا گیا ہے۔

پلاسٹک کے پیکج میں موجود آلات کو کیتھوڈ اور اینوڈ سائیڈز پر انگوٹھیوں اور مختلف رنگوں کے نقطوں سے نشان زد کیا جاتا ہے۔ رنگ اور علامات کے امتزاج سے آپ ڈیوائس کی قسم کا تعین کر سکتے ہیں، لیکن آپ کو حوالہ جاتی کتابوں میں دیکھنا ہو گا یا کیلکولیٹر پروگرام استعمال کرنا ہوں گے۔ دونوں انٹرنیٹ پر مل سکتے ہیں۔

اسٹیبلائزنگ وولٹیج بعض اوقات کم طاقت والے اسٹیبلائزنگ ڈایڈس پر پرنٹ کیے جاتے ہیں۔

ڈائیوڈس کو مستحکم کرنے کے لیے خاکوں کو تبدیل کرنا

سٹیبلائزر کا بنیادی سرکٹ a کے ساتھ سیریز میں ہے۔ مزاحمجو سیمی کنڈکٹر ڈیوائس کے ذریعے کرنٹ سیٹ کرتا ہے اور اضافی وولٹیج لیتا ہے۔ دو عناصر بنتے ہیں۔ مشترکہ تقسیم کرنے والا. جب ان پٹ وولٹیج تبدیل ہوتا ہے تو، سٹیبلائزر کے پار گرتا رہتا ہے اور ریزسٹر تبدیل ہوتا ہے۔

اس طرح کے سرکٹ کو آزادانہ طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے اور اسے پیرامیٹرک ریگولیٹر کہا جاتا ہے۔ یہ ان پٹ وولٹیج یا موجودہ کھپت (مخصوص حدود کے اندر) میں اتار چڑھاو کے باوجود لوڈ وولٹیج کو مستقل رکھتا ہے۔ اس طرح کے یونٹ کو ایک معاون سرکٹ کے طور پر بھی استعمال کیا جاتا ہے جہاں حوالہ وولٹیج کا ذریعہ درکار ہوتا ہے۔

یہ سپلائی یا پیمائش لائن میں حساس آلات (سینسر وغیرہ) کو غیر معمولی ہائی وولٹیجز (DC یا بے ترتیب دال) سے بچانے کے لیے بھی استعمال ہوتا ہے۔ سیمی کنڈکٹر ڈیوائس کے اسٹیبلائزیشن وولٹیج سے اوپر کی کوئی بھی چیز "کٹ آف" ہے۔ اس طرح کے سرکٹ کو "زینر رکاوٹ" کہا جاتا ہے۔

ماضی میں، وولٹیج ٹاپس کو "کٹ آف" کرنے کے لیے سٹیبلائزر کی خاصیت پلس کی شکل دینے والے سرکٹس میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی تھی۔ اے سی سرکٹس میں دو چینل والے آلات استعمال ہوتے تھے۔

لیکن ٹرانزسٹر ٹیکنالوجی کی ترقی اور مربوط سرکٹس کی آمد کے ساتھ یہ اصول شاذ و نادر ہی استعمال ہوا ہے۔

اگر آپ کے پاس مطلوبہ وولٹیج کے لیے کوئی ریگولیٹر نہیں ہے، تو آپ دو میں سے ایک بنا سکتے ہیں۔ کل اسٹیبلائزیشن وولٹیج دو وولٹیج کے مجموعے کے برابر ہوگا۔

اہم! آپریٹنگ کرنٹ کو بڑھانے کے لیے اسٹیبلیٹرون کو متوازی طور پر منسلک نہیں ہونا چاہیے! وولٹ ایمپیئر کی خصوصیات میں فرق ایک سٹیبلیٹرون کے تھرمل بریک ڈاؤن کے زون میں آؤٹ پٹ کی طرف لے جائے گا، پھر لوڈ کرنٹ کی زیادتی کی وجہ سے دوسرا ناکام ہو جائے گا۔

اگرچہ سوویت دور کی تکنیکی دستاویزات اجازت دیتی ہیں۔ متوازی کے متوازی کنکشن zener متوازی طور پر، لیکن اس شرط کے ساتھ کہ آلات ایک ہی قسم کے ہونے چاہئیں اور آپریشن کے دوران بجلی کی کل کھپت ایک واحد سٹیبلیٹرون کے لیے قابل اجازت سے زیادہ نہیں ہونی چاہیے۔ یعنی ایسی حالت میں آپریٹنگ کرنٹ میں اضافہ حاصل نہیں کیا جا سکتا۔

قابل اجازت لوڈ کرنٹ کو بڑھانے کے لیے ایک اور اسکیم استعمال کی جاتی ہے۔ پیرامیٹرک اسٹیبلائزر کو ٹرانجسٹر سے مکمل کیا جاتا ہے، اور ہمیں ایمیٹر ریپیٹر ملتا ہے جس میں ایمیٹر سرکٹ میں بوجھ ہوتا ہے اور ایک مستحکم ہوتا ہے۔ ٹرانجسٹر بیس پر وولٹیج.

اس صورت میں سٹیبلائزر کا آؤٹ پٹ وولٹیج ایمیٹر جنکشن پر وولٹیج ڈراپ کی قدر سے U-اسٹیبلائزیشن سے کم ہو گا - سلکان ٹرانجسٹر کے لیے تقریباً 0,6 V۔ اس کمی کو پورا کرنے کے لیے، ایک ڈائیوڈ کو اسٹیبلائزر کے ساتھ سیریز میں جوڑا جا سکتا ہے۔ آگے کی سمت.

اس طرح (ایک یا زیادہ ڈائیوڈس کو شامل کرکے) آپ ریگولیٹر کے آؤٹ پٹ وولٹیج کو چھوٹی حدوں میں اوپر کی طرف ایڈجسٹ کر سکتے ہیں۔ اگر یووی کو تیزی سے بڑھانا ضروری ہے تو، سیریز میں ایک اور ڈائیوڈ شامل کرنا بہتر ہے۔

الیکٹرانک سرکٹس میں سٹیبلیٹرون کے اطلاق کا دائرہ وسیع ہے۔ انتخاب کے لیے شعوری نقطہ نظر کے ساتھ یہ سیمی کنڈکٹر ڈیوائس ڈویلپر کے لیے مقرر کردہ بہت سے کاموں کو حل کرنے میں مدد کرے گی۔

متعلقہ مضامین: