सबसे सरल अर्धचालक घटक - डायोड - विद्युत प्रवाह के प्रवाह की दिशा के प्रबंधन के अपने मूल उद्देश्य से संबंधित विभिन्न प्रकार के उपयोगी कार्य करता है। डायोड उनके माध्यम से केवल एक दिशा में प्रवाह करने की अनुमति देते हैं।
पूरी तरह से कुशल डायोड एक नकारात्मक वोल्टेज के साथ खुले सर्किट प्रतीत होते हैं और वे अन्यथा शॉर्ट सर्किट की तरह दिखते हैं। लेकिन क्योंकि डायोड कुछ अक्षमता को स्वीकार करते हैं, उनका वर्तमान-से-वोल्टेज संबंध अरेखीय है। जैसे, आप किसी डायोड के डेटाशीट से परामर्श करना चाहेंगे ताकि किसी दिए गए डायोड के आगे के वोल्टेज के वक्र का ग्राफ उसके आगे की धारा के सापेक्ष हो, ताकि आप अपने विशेष प्रोजेक्ट के लिए सही डायोड चुनें।
डायोड्स के अनुप्रयोग
सिर्फ साधारण टू-पिन सेमीकंडक्टर डिवाइस होने के बावजूद, आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स में डायोड महत्वपूर्ण हैं। डायोड के कुछ विशिष्ट अनुप्रयोगों में शामिल हैं:
- वोल्टेज को ठीक करना, जैसे एसी को डीसी वोल्टेज में बदलना
- एक आपूर्ति से संकेतों को अलग करना
- सिग्नल के आकार को नियंत्रित करना
- सिग्नल मिलाना
शक्ति रूपांतरण
डायोड का एक महत्वपूर्ण अनुप्रयोग एसी पावर को डीसी पावर में बदलना है। एक सिंगल डायोड या चार डायोड एक हाफवे (सिंगल डायोड) या एक फुल-वेव (चार डायोड) रेक्टिफायर बनाकर 110V घरेलू बिजली को डीसी में बदल देते हैं। डायोड केवल आधे एसी तरंग को इसके माध्यम से यात्रा करने की अनुमति देता है। जब यह वोल्टेज पल्स एक संधारित्र को चार्ज करता है, तो आउटपुट वोल्टेज एक छोटे वोल्टेज तरंग के साथ एक स्थिर डीसी वोल्टेज प्रतीत होता है। फुल-वेव रेक्टिफायर का उपयोग करना एसी दालों को रूट करके इस प्रक्रिया को और भी अधिक कुशल बनाता है ताकि इनपुट साइन वेव के सकारात्मक और नकारात्मक दोनों हिस्सों को केवल सकारात्मक दालों के रूप में देखा जा सके, प्रभावी रूप से संधारित्र को इनपुट दालों की आवृत्ति को दोगुना कर देता है, जो इसे चार्ज रखने और अधिक स्थिर वोल्टेज देने में मदद करता है।
डायोड और कैपेसिटर एक छोटा एसी वोल्टेज लेने के लिए विभिन्न वोल्टेज गुणक बनाते हैं और बहुत उच्च वोल्टेज आउटपुट बनाने के लिए इसे गुणा करते हैं। कैपेसिटर और डायोड के सही कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करके AC और DC दोनों आउटपुट संभव हैं।
सिग्नल का डिमॉड्यूलेशन
डायोड का सबसे आम उपयोग एसी सिग्नल के नकारात्मक घटक को हटाना है। चूँकि AC तरंग का ऋणात्मक भाग आमतौर पर धनात्मक आधे के समान होता है, इसलिए इसे दूर करने की इस प्रक्रिया में बहुत कम जानकारी प्रभावी रूप से खो जाती है, जिससे अधिक कुशल सिग्नल प्रोसेसिंग होती है।
सिग्नल डिमॉड्यूलेशन आमतौर पर रेडियो में कैरियर तरंग से रेडियो सिग्नल निकालने में मदद करने के लिए फ़िल्टरिंग सिस्टम के हिस्से के रूप में उपयोग किया जाता है।
अति-वोल्टेज सुरक्षा
डायोड संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए सुरक्षा उपकरणों के रूप में भी अच्छी तरह से कार्य करते हैं। जब वोल्टेज संरक्षण उपकरणों के रूप में उपयोग किया जाता है, तो डायोड सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत गैर-संचालन होते हैं, लेकिन किसी भी उच्च-वोल्टेज स्पाइक को जमीन पर तुरंत छोटा कर देते हैं जहां यह एक एकीकृत सर्किट को नुकसान नहीं पहुंचा सकता है।क्षणिक वोल्टेज सप्रेसर्स नामक विशिष्ट डायोड विशेष रूप से ओवर-वोल्टेज सुरक्षा के लिए डिज़ाइन किए गए हैं और कम समय की अवधि के लिए बहुत बड़े पावर स्पाइक्स को संभाल सकते हैं, वोल्टेज स्पाइक या बिजली के झटके की विशिष्ट विशेषताएं, जो सामान्य रूप से घटकों को नुकसान पहुंचाती हैं और इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद के जीवन को छोटा करती हैं।
इसी तरह, एक डायोड क्लिपर या लिमिटर के रूप में कार्य करके वोल्टेज को नियंत्रित कर सकता है - एक विशेष उद्देश्य जो वोल्टेज को एक निश्चित बिंदु पर पार कर सकता है।
वर्तमान संचालन
डायोड का मूल उपयोग करंट को चलाना और यह सुनिश्चित करना है कि यह केवल उचित दिशा में प्रवाहित हो। एक क्षेत्र जहां डायोड की वर्तमान स्टीयरिंग क्षमता का उपयोग अच्छे प्रभाव के लिए किया जाता है, वह है बिजली की आपूर्ति से आने वाली बिजली से बैटरी से चलने वाली बिजली पर स्विच करना। जब कोई उपकरण प्लग इन और चार्ज होता है - उदाहरण के लिए, एक सेल फोन या निर्बाध बिजली की आपूर्ति - डिवाइस को केवल बाहरी बिजली की आपूर्ति से बिजली खींचनी चाहिए, न कि बैटरी से, और जब डिवाइस को बैटरी में प्लग किया जाता है, तो बिजली खींचनी चाहिए और रिचार्जिंग।जैसे ही पावर स्रोत को हटा दिया जाता है, बैटरी को डिवाइस को पावर देना चाहिए ताकि उपयोगकर्ता द्वारा कोई रुकावट नहीं देखी जा सके।
करंट स्टीयरिंग का एक अच्छा उदाहरण रिवर्स करंट प्रोटेक्शन है। उदाहरण के लिए, अपनी कार पर विचार करें। जब आपकी बैटरी खत्म हो जाती है और एक दोस्ताना राहगीर जम्पर केबल के साथ मदद करने की पेशकश करता है, अगर आप लाल और काले केबलों के क्रम को मिलाते हैं तो आप अपनी कार के इलेक्ट्रिकल सिस्टम को फ्राई नहीं करेंगे क्योंकि बैटरी से लगे डायोड गलत दिशा वाले करंट को रोकते हैं।
नीचे की रेखा
कंप्यूटर बाइनरी में काम करते हैं - शून्य और एक का अंतहीन समुद्र। कंप्यूटिंग में द्विआधारी निर्णय पेड़ डायोड द्वारा सक्षम लॉजिक गेट्स पर आधारित होते हैं जो नियंत्रित करते हैं कि स्विच चालू है ("1") या बंद ("0")। हालांकि आधुनिक प्रोसेसर में लाखों-करोड़ों डायोड दिखाई देते हैं, वे कार्यात्मक रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स स्टोर पर खरीदे गए डायोड के समान होते हैं - बस बहुत छोटे।
डायोड और लाइट
एक एलईडी टॉर्च सिर्फ एक टॉर्च है जिसकी रोशनी एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड से ली जाती है। सकारात्मक वोल्टेज की उपस्थिति में, एल ई डी चमकते हैं।
एक फोटोडायोड, इसके विपरीत, एक संग्राहक (एक मिनी सौर पैनल की तरह) के माध्यम से प्रकाश को स्वीकार करता है और उस प्रकाश को थोड़ी मात्रा में करंट में परिवर्तित करता है।
