सिलिकॉन और जर्मेनियम डायोड के लक्षण

जब हम इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के बारे में सोचते हैं, तो हम अक्सर सोचते हैं कि ये डिवाइस कितनी तेजी से काम करते हैं या बैटरी को रिचार्ज करने से पहले हम कितनी देर तक डिवाइस को संचालित कर सकते हैं। ज्यादातर लोग इस बारे में नहीं सोचते कि उनके इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के घटक किससे बने होते हैं। जबकि प्रत्येक उपकरण इसके निर्माण में भिन्न होता है, इन सभी उपकरणों में एक चीज समान होती है - इलेक्ट्रॉनिक सर्किट जिसमें ऐसे घटक होते हैं जिनमें रासायनिक तत्व सिलिकॉन और जर्मेनियम होते हैं।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

सिलिकॉन और जर्मेनियम दो रासायनिक तत्व हैं जिन्हें मेटलॉइड कहा जाता है। सिलिकॉन और जर्मेनियम दोनों को अन्य तत्वों के साथ जोड़ा जा सकता है जिन्हें डोपेंट कहा जाता है ताकि ठोस-अवस्था वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरण, जैसे डायोड, ट्रांजिस्टर और फोटोइलेक्ट्रिक सेल बनाए जा सकें। सिलिकॉन और जर्मेनियम डायोड के बीच प्राथमिक अंतर डायोड को चालू करने के लिए आवश्यक वोल्टेज है (या "फॉरवर्ड-बायस्ड" बन जाता है)। सिलिकॉन डायोड को फॉरवर्ड-बायस्ड बनने के लिए 0.7 वोल्ट की आवश्यकता होती है, जबकि जर्मेनियम डायोड को फॉरवर्ड-बायस्ड बनने के लिए केवल 0.3 वोल्ट की आवश्यकता होती है।

जर्मेनियम और सिलिकॉन रासायनिक तत्व हैं जिन्हें मेटलॉइड कहा जाता है। दोनों तत्व भंगुर हैं और इनमें धात्विक चमक है। इनमें से प्रत्येक तत्व में एक बाहरी इलेक्ट्रॉन शेल होता है जिसमें चार इलेक्ट्रॉन होते हैं; सिलिकॉन और जर्मेनियम की यह संपत्ति अपने शुद्धतम रूप में किसी भी तत्व के लिए एक अच्छा विद्युत कंडक्टर होना मुश्किल बना देती है। मेटलॉइड को विद्युत प्रवाह को स्वतंत्र रूप से संचालित करने का एक तरीका यह है कि इसे गर्म किया जाए। गर्मी जोड़ने से मेटलॉइड में मुक्त इलेक्ट्रॉन तेजी से आगे बढ़ते हैं और अधिक स्वतंत्र रूप से यात्रा करते हैं, जिससे लागू होने की अनुमति मिलती है विद्युत धारा प्रवाहित होती है यदि धातु के पार वोल्टेज में अंतर चालन में कूदने के लिए पर्याप्त है बैंड

जर्मेनियम और सिलिकॉन के विद्युत गुणों को बदलने का दूसरा तरीका है डोपेंट नामक रासायनिक तत्वों का परिचय। बोरॉन, फॉस्फोरस या आर्सेनिक जैसे तत्व आवर्त सारणी पर सिलिकॉन और जर्मेनियम के पास पाए जा सकते हैं। जब डोपेंट को मेटलॉइड से परिचित कराया जाता है, तो डोपेंट या तो मेटालॉइड के बाहरी इलेक्ट्रॉन शेल को एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन प्रदान करता है या मेटलॉइड को उसके एक इलेक्ट्रॉन से वंचित करता है।

डायोड के व्यावहारिक उदाहरण में, सिलिकॉन के एक टुकड़े को दो अलग-अलग डोपेंट के साथ डोप किया जाता है, जैसे कि एक तरफ बोरॉन और दूसरी तरफ आर्सेनिक। जिस बिंदु पर बोरॉन-डोप्ड पक्ष आर्सेनिक-डॉप्ड पक्ष से मिलता है उसे पी-एन जंक्शन कहा जाता है। एक सिलिकॉन डायोड के लिए, बोरॉन-डॉप्ड पक्ष को "पी-टाइप सिलिकॉन" कहा जाता है क्योंकि बोरॉन की शुरूआत एक इलेक्ट्रॉन के सिलिकॉन से वंचित करती है या एक इलेक्ट्रॉन "छेद" पेश करती है। पर दूसरी तरफ, आर्सेनिक-डॉप्ड सिलिकॉन को "एन-टाइप सिलिकॉन" कहा जाता है क्योंकि यह एक इलेक्ट्रॉन जोड़ता है, जिससे वोल्टेज लागू होने पर विद्युत प्रवाह को प्रवाहित करना आसान हो जाता है। डायोड।

चूंकि डायोड विद्युत प्रवाह के प्रवाह के लिए एकतरफा वाल्व के रूप में कार्य करता है, डायोड के दो हिस्सों पर वोल्टेज अंतर लागू होना चाहिए, और इसे सही क्षेत्रों में लागू किया जाना चाहिए। व्यावहारिक रूप से, इसका मतलब है कि बिजली स्रोत के सकारात्मक ध्रुव को तार पर जाने वाले तार पर लागू किया जाना चाहिए पी-प्रकार की सामग्री, जबकि डायोड के संचालन के लिए नकारात्मक ध्रुव को एन-प्रकार की सामग्री पर लागू किया जाना चाहिए बिजली। जब किसी डायोड में शक्ति का उचित रूप से उपयोग किया जाता है, और डायोड विद्युत प्रवाह का संचालन कर रहा है, तो डायोड को अग्र-पक्षपाती कहा जाता है। जब किसी शक्ति स्रोत के ऋणात्मक और धनात्मक ध्रुवों को डायोड के विपरीत-ध्रुवीय पदार्थों पर लागू किया जाता है - धनात्मक ध्रुव to एन-टाइप सामग्री और पी-टाइप सामग्री के लिए नकारात्मक ध्रुव - एक डायोड विद्युत प्रवाह का संचालन नहीं करता है, एक ऐसी स्थिति जिसे रिवर्स-बायस कहा जाता है।

जर्मेनियम और सिलिकॉन डायोड के बीच मुख्य अंतर वह वोल्टेज है जिस पर डायोड में विद्युत प्रवाह स्वतंत्र रूप से बहने लगता है। एक जर्मेनियम डायोड आमतौर पर विद्युत प्रवाह का संचालन करना शुरू कर देता है जब डायोड में ठीक से लागू वोल्टेज 0.3 वोल्ट तक पहुंच जाता है। सिलिकॉन डायोड को करंट चलाने के लिए अधिक वोल्टेज की आवश्यकता होती है; एक सिलिकॉन डायोड में फॉरवर्ड-बायस स्थिति बनाने में 0.7 वोल्ट लगते हैं।