वैराक्टर डायोड | यह कार्य सिद्धांत और महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है

अंतर्वस्तु

  • Varactor डायोड क्या है?
  • एक वैक्टर डायोड की परिभाषा
  • Varactor डायोड का कार्य सिद्धांत
  • वैक्टर डायोड का प्रतीक
  • चतुर्थ चर डायोड की विशेषता
  • Varactor डायोड की संरचना
  • चर डायोड में ओमिक हानि
  • Varactor डायोड के लाभ
  • चर डायोड के महत्वपूर्ण अनुप्रयोग

Varactor Diode क्या है?

एक वैक्टर डायोड की परिभाषा:

"टर्म वैक्टर एक वैरिएबल रिएक्टर का छोटा रूप है, जो रिवर्स-बायस्ड pn जंक्शन के वोल्टेज-वैरिएबल कैपेसिटेंस को संदर्भित करता है।"

Varactor डायोड को एक वैरिएबल डायोड, वेरिकैप डायोड, ट्यूनिंग डायोड, वेरिएबल रिएक्शन डायोड या वेरिएबल कैपेसिटेंस डायोड के रूप में भी जाना जाता है।

वैक्टर डायोड का प्रतीक:

वैक्टर डायोड
वैक्टर डायोड का प्रतीक

एक वैक्टर डायोड कैसे काम करता है?

वैक्टर डायोड का कार्य सिद्धांत:

इस बिंदु पर जंक्शन कैपेसिटेंस को अस्थिर वोल्टेज और जंक्शन के डिज़ाइन पैरामीटर से प्रभावित किया जाता है। निरंतर रिवर्स बायसिंग के साथ एक जंक्शन को एक समाई के रूप में उपयोग किया जा सकता है। आमतौर पर, चर डायोड जंक्शन कैपेसिटेंस के वोल्टेज-चर विशेषताओं को नियोजित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। उदाहरण के लिए, एक चर एक बड़े चर प्लेट संधारित्र के पूरक के लिए रेडियो रिसीवर के ट्यूनिंग चरण में हाथ से नीचे हो सकता है। परिणामी सर्किट का माप कम किया जा सकता है, और इसकी निर्भरता बढ़ जाती है। वैक्टर डायोड के सभी उपयोगों में हार्मोनिक पीढ़ी, माइक्रोवेव आवृत्ति प्रवर्धन और सक्रिय फिल्टर अनुप्रयोगों शामिल हैं। अचानक पीएन जंक्शन में, रिवर्स बायस के रूप में समाई बदल जाती है Vrवर्गमूल है।

 एक वर्गीकृत जंक्शन में, समाई को नियमित रूप से लिखा जा सकता है, 

                                           Cjα Vr-n   हालत के लिए वी.आर. >> वी0 

एक रैखिक रूप से वर्गीकृत जंक्शन में, घातांक n हमेशा एक तिहाई होता है। इसीलिए, वैक्टर डायोड को 'एपिटैक्सियल ग्रोथ मेथोडोलॉजी' या 'आयन इम्प्लांटेशन तकनीक' द्वारा तैयार किया जाता है। एपिटेक्सियल परत को जंक्शनों को प्राप्त करने के लिए तैयार किया जा सकता है जिसके लिए घातांक n एक-आधे से अधिक महत्वपूर्ण है। ऐसे जंक्शनों को कहा जाता है हाइपर अचानक जंक्शन।

Varactor डायोड की संरचना

वैराक्टर डायोड | यह कार्य सिद्धांत और महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है
Varactor Diode या Varicap की संरचना, छवि क्रेडिट: कोई मशीन-पठनीय लेखक प्रदान नहीं किया गया। शद्दाक मान लिया गया (कॉपीराइट दावों के आधार पर)। varactorसार्वजनिक डोमेन के रूप में चिह्नित किया गया है, और अधिक विवरण विकिमीडिया कॉमन्स

वैक्टर डायोड की IV विशेषता:

वैराक्टर डायोड | यह कार्य सिद्धांत और महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है
वैक्टर डायोड की VI विशेषता

वैक्टर डायोड का डोपिंग प्रोफाइल

वैराक्टर डायोड | यह कार्य सिद्धांत और महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है
चर डायोड का डोपिंग प्रोफाइल

जंक्शन के साथ तीन अलग-अलग डोपिंग प्रोफाइल को समझाया गया है, पी + एन के रूप में अवमूल्यन किया जाता है ताकि कमी परत चौड़ाई डब्ल्यू मूल रूप से एन साइड में विस्तारित हो। हम देख सकते हैं कि घातांक n है 1 / (एम + 2) पी + एन जंक्शन के लिए।

 हाइपर अचानक जंक्शन16 इस मामले के लिए विशिष्ट varactor अनुप्रयोगों के लिए m = -3/2 विशेष रूप से दिलचस्प है, n = 2, और समाई के बराबर है Vr-2। यदि एक संधारित्र एक गुंजयमान सर्किट में एक प्रारंभ करनेवाला एल के साथ जुड़ा हुआ है, तो गुंजयमान आवृत्ति डायोड के लागू वोल्टेज के साथ रैखिक रूप से भिन्न होती है।

वैराक्टर डायोड | यह कार्य सिद्धांत और महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है

इस कारण से कि व्यापक परिवर्तनशीलता की Cj बनाम वीr डोपिंग प्रोफाइल चयन पर निर्भरता, चर डायोड का उपयोग विभिन्न विशिष्ट उपयोगों में किया जा सकता है। इनमें से किसी एक मामले में, उच्च-आवृत्ति वाले अनुप्रयोगों के लिए अग्र-पूर्वाग्रह चार्ज स्टोरेज कैपेसिटेंस का दोहन करने के लिए वेरिएक्टर्स डिज़ाइन किए जा सकते हैं।

Varactor डायोड के ओमिक नुकसान:

डायोड समीकरण को व्युत्पन्न करते हुए, हमने माना कि डिवाइस का वोल्टेज पूरी तरह से जंक्शन पर दिखाई देता है। इनमें से अधिकांश डायोड के लिए, तटस्थ क्षेत्रों में वोल्टेज ड्रॉप नगण्य है और डोपिंग की आवश्यकता तुलनात्मक रूप से अधिक है। तटस्थ क्षेत्र में से प्रत्येक की प्रतिरोधकता छोटी है, और एक विशेषता डायोड क्षेत्र लंबाई की तुलना में बाहर निकाल दिया जाता है।

कभी-कभी जंक्शन के साथ श्रृंखला में एक साधारण प्रतिरोध को शामिल करके डायोड में डायमीटर को नुकसान की व्याख्या की जाती है। विकास क्षेत्र के लिए वोल्टेज ड्रॉप बाहरी के प्रभाव महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वोल्टेज में गिरावट वर्तमान में प्रभावित होती है, जो जंक्शन पर वोल्टेज द्वारा समझाया गया है। उदाहरण के लिए, अगर हमने एपी और एन निर्वाचन क्षेत्रों के श्रृंखला प्रतिरोध को व्यक्त किया Rp और Rn, इसी प्रकार, जंक्शन वोल्टेज V है

                                         वी = वीa - मैं [आरp(I) + आरn(मैं)]

कहा पे Va डिवाइस पर बाहरी रूप से लगाया जाने वाला वोल्टेज है। प्रतिरोध क्षेत्र में वृद्धि वोल्टेज ड्रॉप पर है Rp और Rn तदनुसार जब करंट अधिक हो जाता है और जंक्शन वोल्टेज V अस्वीकृत हो जाता है। हानि गणना की एक अतिरिक्त जटिलता हो सकती है यदि संचयी वाहक इंजेक्शन के साथ तटस्थ क्षेत्र में चालकता बढ़ाई गई है। हालांकि, उच्च इंजेक्शन स्तरों पर, इंजेक्शन अधिशेष वाहक की चालकता के साथ कम हो सकती है Rp और Rn काफी हद तक। ठीक से उल्लिखित उपकरणों में ओमिक नुकसान से अक्सर बचा जाता है। उस कारण से, वर्तमान में विचलन सामान्य क्षेत्र से परे संचालित होने वाली बहुत उच्च धाराओं के लिए ही प्रभाव देता है।

आगे और अर्ध-लॉग स्केल में वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं को उलट देता है

वैराक्टर डायोड | यह कार्य सिद्धांत और महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है
आगे और अर्ध-लॉग पैमाने पर एक pn जंक्शन की वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं को उलट देता है

आगे और अर्ध-लॉग पैमाने पर एक पीएन जंक्शन की वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं को उलट दिया गया है। हम आदर्श फॉरवर्ड-बायस्ड डायोड के लिए अर्ध-लॉग प्लॉट पर एक सीधी रेखा का निरीक्षण करते हैं, जो वोल्टेज पर वर्तमान के घातीय संबंध है। दूसरे क्रम के गुणों को ध्यान में रखते हुए, हम विभिन्न ऑपरेशन मोड का एहसास करते हैं। बढ़ी हुई पीढ़ी-पुनर्संयोजन वर्तमान को 'आदर्शता कारक' (n = 2) के साथ एक और प्रतिष्ठित डायोड के लिए निर्देशित किया जाता है। तटस्थ धाराओं के लिए, हमें एक उत्कृष्ट निम्न-स्तरीय इंजेक्शन और प्रसार-सीमित वर्तमान (एन = 1) मिलता है। अधिक धाराओं पर, हम एक उच्चतर इंजेक्शन स्तर और n = 2 प्राप्त कर सकते हैं, जबकि इससे भी अधिक धाराओं पर, ओमिक बूंदें शुरू हो जाती हैं और अंतरिक्ष प्रभारी-तटस्थ क्षेत्र महत्वपूर्ण हो जाते हैं।

रिवर्स बायपासिंग पर, एक निरंतर रिवर्स संतृप्ति धारा देखी गई है, इस दौरान वोल्टेज परिवर्तन के लिए स्वतंत्र है। हालांकि, पदार्थ में, हमें एक बढ़ा हुआ, वोल्टेज पर निर्भर रिसाव वर्तमान प्राप्त होता है। हिमस्खलन or जेनर प्रभाव पर्याप्त रूप से उच्च रिवर्स पूर्वाग्रह में टूटने का कारण।

Varactor डायोड के उपयोग के लाभ:

चूँकि pact जंक्शन डायोड की तुलना में varactor डायोड में कम शोर होता है, इसलिए इस डायोड में कम बिजली की हानि होती है। चर डायोड अपने छोटे आकार के कारण हल्के और आसानी से पोर्टेबल होते हैं।

वैक्टर डायोड के अनुप्रयोग:

  • वेरिएबल डायोड का उपयोग एक वैरिएबल रेसिस्टेंट टैंक में किया जाता है, जो आम तौर पर एक LC सर्किट होता है।
  • चर डायोड को एक आवृत्ति मॉड्यूलेटर के रूप में उपयोग किया जा सकता है।
  • इसका उपयोग RF फेज शिफ्टर के रूप में किया जाता है।
  • चर डायोड का उपयोग माइक्रोवेव रिसीवर में किया जाता है।

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सौम्या भट्टाचार्य के बारे में

वैराक्टर डायोड | यह कार्य सिद्धांत और महत्वपूर्ण अनुप्रयोग हैवर्तमान में मैं इलेक्ट्रॉनिक्स और संचार के क्षेत्र में निवेशित हूं।
मेरे लेख एक बहुत ही सरल लेकिन सूचनात्मक दृष्टिकोण में कोर इलेक्ट्रॉनिक्स के प्रमुख क्षेत्रों पर केंद्रित हैं।
मैं एक विशद शिक्षार्थी हूं और इलेक्ट्रॉनिक्स डोमेन के क्षेत्र में सभी नवीनतम तकनीकों से खुद को अपडेट रखने की कोशिश करता हूं।

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