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Zener Diode : Working and Application In Hindi

Zener Diode क्या होता है ? ( What is Zener Diode ? )


सामान्य डायोड 

Zener Diode Characteristics
Zener Diode 


Zener Diode भी अन्य डायोड की तरह PN Junction डायोड होता है लेकिन यह Forward Bias के बजाय Reverse Bias मोड़ में कार्य करता है। सामान्य डायोड को Reverse Bias में जोड़कर उपयोग नहीं किया जाता है। Zener Diode को Highly Doped क्रिस्टल से बनाया जाता है।

ट्रांजिस्टर क्या होता है  और करता है ?

जब Reverse Bias Zener Diode कार्य करता है तब यह बहुत ज्यादा मात्रा में उष्मीय ऊर्जा उत्पन्न करता है जिससे इसके Junction का तापमान बहुत ज्यादा बढ़ जाता है।

इसी कारण सामान्य डायोड को Reverse Bias में जोड़कर Zener Diode की तरह उपयोग में नहीं लिया जाता है। Zener Diode में प्रवाहीत विधुत धारा की दिशा सामान्य डायोड में प्रवाहीत विधुत धारा के विपरीत  होता है। 

Zener Diode का कार्य सिद्धांत (Working Principle of Zener Diode)

जब किसी  PN Junction  डायोड को Reverse Bias किया जाता है तब तब Junction के पास मौजूद Depletion Layer की चौड़ाई बढ़ जाती है। यदि PN Junction पर लगाए गए Reverse Bias voltage को लगातार बढ़ाते रहे तो Depletion Layer  चौड़ाई भी लगातार बढ़ती जाती है परन्तु इसी दौरान PN Junction से एक छोटी विधुत धारा  का प्रवाह भी होता  रहता है जिसे Reverse Saturation Current कहते है।

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  PN Junction में मौजूद minority Charge Carrier के कारण  यह विधुत धारा प्रवाहीत होती है।जब  बाह्य आरोपित  Reverse  Voltage एक निश्चित Voltage जिसे Breakdown Voltage या  Zener Voltage (Vz) के बराबर होता है तब Zener Diode से विधुत धारा का परवाह प्रारंभ हो जाता है।

  PN Junction से विधुत धारा का प्रवाह Junction का अचानक टूट जाने की वजह से होता है जिसे Breakdown कहते है। PN Junction में दो प्रकार का Breakdown  होता है :-
  • Avalanche Breakdown
  • Zener breakdown 

Zener Breakdown

चूँकि Zener Diode  Reverse Bias मोड में कार्य करता है इसलिए Zener Diode में उपयोग हुए P तथा N प्रकार के क्रिस्टल Highly Doped होते है तथा Depletion Layer की चौड़ाई बहुत ही पतली होती है।बाहर से आरोपित Reverse Voltage को बढ़ाने से Junction के बीच एक बहुत मजबूत विधुत क्षेत्र (Electric Field ) उत्पन्न हो जाता है। 

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यह विधुत क्षेत्र इतना प्रबल (Strong) होता है कि क्रिस्टल परमाणु के Valence Shell में मौजूद इलेक्ट्रान अपने ऊपर एक प्रबल विधुत बल का अनुभव करने लगते है तथा अपने नाभिक के आकर्षण बल से आज़ाद होकर क्रिस्टल में तेजी से विधुत क्षेत्र के विपरीत  दिशा में घूमने लगते है। इस प्रक्रिया के कारण क्रिस्टल में बहुत ही कम समय में ज्यादा मात्रा में इलेक्ट्रान होल्स उत्पन्न हो जाते और ये Depletion Layer को समाप्त कर देते  है जिससे डायोड से अचानक विधुत धारा का प्रवाह होने लगता है। 

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जिससे इनकी गतिज ऊर्जा बढ़ जाती है। तेजी से घूमते वक्त ये क्रिस्टल में मौजूद अन्य परमाणु से टकराते है जिससे उस परमाणु से नए इलेक्ट्रान तथा होल्स उत्पन्न होते और वे भी विधुत क्षेत्र के दिशा में तेजी से घूमने लगते है और यह प्रक्रिया लगातार होती रहती है। थोड़े ही समय में क्रिस्टल में इतने ज्यादा फ्री इलेक्ट्रान तथा होल्स उत्पन्न हो जाते है  कि पूरा क्रिस्टल एक चालक की तरह कार्य करने लगता है तथा Depletion Layer समाप्त हो जाता है और डायोड से Reverse Direction में विधुत धारा का प्रवाह होने लगता है। 

Avalanche Breakdown

Avalanche का मतलब होता है अचानक किसी भी चीज का बाढ़ आ जाना। PN Junction Diode को जब Reverse Bias कर ,Reverse Voltage को बढ़ाते है तब Junction में मौजूद Minority Charge Carrier (electron तथा Holes) ऊर्जा ग्रहण करते है जिससे इनकी गतिज ऊर्जा (Kinetic Energy) बढ़ती है और ये तेजी से घूमने लगते है और क्रिस्टल के अन्य परमाणुओं से टकराते है ,इस टकराहट के कारण नए electron तथा Hole उत्पन होते है। 

इस प्रक्रिया  के कारण बहुत ही कम समय में ,बहुत ही ज्यादा मात्रा में इलेक्ट्रान तथा होल्स उत्पन्न हो जाते है और तेजी से बैटरी के टर्मिनल की ओर भागने लगते है। 

 जिससे Depletion Layer  टूट जाता है और आवेश वाहक इलेक्ट्रान बैटरी के पॉजिटिव टर्मिनल की ओर तथा होल्स बैटरी के नेगेटिव टर्मिनल की ओर गति करने लगते है और डायोड से Reverse Current का प्रवाह होने लगता है। 

इस तरह हुए Breakdown को Avalanche Breakdown कहते है। Zener Diode इस तरह का Breakdown बहुत ही कम होता है। ज्यादातर Zener Diode में Zener Breakdown होता है।

Characteristic ऑफ़ Zener Diode 

डायोड से प्रवाहीत विधुत धारा तथा आरोपित Reverse Bias Voltage के बीच खींचे गए ग्राफ को Zener Diode की Characteristics कहते है जो नीचे दिया गया है। 
Working of Zener Diode

Zener Diode (a)
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