What is Zener Diode?

 What is Zener Diode?

জেনার ডায়োড কি?

জেনার ডায়োড মূলত একটি সাধারণ পিএন জংশন ডায়োডের মতো তবে সাধারণত বিপরীত পক্ষপাতিত্ব অবস্থায় পরিচালিত হয়। কিন্তু বিপরীত পক্ষপাতিত্ব অবস্থায় সংযুক্ত সাধারণ PN জংশন ডায়োড ব্যবহারিকভাবে জেনার ডায়োড হিসাবে ব্যবহার করা হয় না। একটি জেনার ডায়োড একটি বিশেষভাবে ডিজাইন করা, অত্যন্ত ডোপড পিএন জংশন ডায়োড।

জেনার ডায়োডের কাজের নীতি

যখন একটি PN জংশন ডায়োড বিপরীত পক্ষপাতী হয়, তখন অবক্ষয় স্তর আরও প্রশস্ত হয়। ডায়োড জুড়ে এই বিপরীত পক্ষপাতদুষ্ট ভোল্টেজ ক্রমাগত বাড়ানো হলে, হ্রাস স্তরটি আরও প্রশস্ত হয়। একই সময়ে, সংখ্যালঘু বাহকের কারণে একটি ধ্রুবক বিপরীত স্যাচুরেশন কারেন্ট থাকবে।জংশন জুড়ে নির্দিষ্ট বিপরীত ভোল্টেজের পরে, সংখ্যালঘু বাহক শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের কারণে পর্যাপ্ত গতিশক্তি পায়। পর্যাপ্ত গতিশক্তি সহ মুক্ত ইলেকট্রনগুলি হ্রাস স্তরের স্থির আয়নের সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয় এবং আরও মুক্ত ইলেকট্রনকে ছিটকে দেয়। এই নতুন সৃষ্ট মুক্ত ইলেকট্রনগুলিও একই বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের কারণে পর্যাপ্ত গতিশক্তি পায় এবং তারা সংঘবদ্ধভাবে সংঘর্ষের মাধ্যমে আরও মুক্ত ইলেকট্রন তৈরি করে। এই পরিবর্তনশীল ঘটনার কারণে, খুব শীঘ্রই, অবক্ষয় স্তরে বিশাল মুক্ত ইলেকট্রন তৈরি হয় এবং পুরো ডায়োড পরিবাহী হয়ে যায়। অবক্ষয় স্তরের এই ধরণের ভাঙ্গনকে তুষারপাতের ভাঙ্গন বলা হয়, তবে এই ভাঙ্গনটি বেশ তীক্ষ্ণ নয়। অবক্ষয় স্তরে আরেকটি ধরণের ভাঙ্গন রয়েছে যা তুষারপাতের ভাঙ্গনের তুলনায় তীক্ষ্ণ, এবং একে জেনার ব্রেকডাউন বলা হয়। যখন একটি PN জংশন ডায়োড অত্যন্ত ডোপড হয়, তখন ক্রিস্টালে অপরিষ্কার পরমাণুর ঘনত্ব বেশি হবে। অপরিষ্কার পরমাণুর এই উচ্চতর ঘনত্বের কারণে হ্রাস স্তরে আয়নগুলির ঘনত্ব বেশি হয় তাই একই প্রয়োগ করা বিপরীত পক্ষপাতদুষ্ট ভোল্টেজের জন্য, হ্রাস স্তরের প্রস্থ সাধারণভাবে ডোপড ডায়োডের চেয়ে পাতলা হয়ে যায়।

এই পাতলা অবক্ষয় স্তরের কারণে, হ্রাস স্তর জুড়ে ভোল্টেজ গ্রেডিয়েন্ট বা বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি বেশ বেশি। যদি বিপরীত ভোল্টেজ ক্রমাগত বাড়তে থাকে, একটি নির্দিষ্ট প্রয়োগকৃত ভোল্টেজের পরে, অবক্ষয় অঞ্চলের মধ্যে থাকা সমযোজী বন্ধন থেকে ইলেকট্রনগুলি বেরিয়ে আসে এবং হ্রাস অঞ্চলটিকে পরিবাহী করে তোলে। এই ব্রেকডাউনকে জেনার ব্রেকডাউন বলা হয়। যে ভোল্টেজে এই ভাঙ্গন ঘটে তাকে জেনার ভোল্টেজ বলে। ডায়োড জুড়ে প্রয়োগ করা বিপরীত ভোল্টেজ জেনার ভোল্টেজের চেয়ে বেশি হলে, ডায়োডটি এর মধ্য দিয়ে কারেন্টে একটি পরিবাহী পথ সরবরাহ করে তাই এতে আরও তুষারপাতের কোনও সম্ভাবনা নেই। তাত্ত্বিকভাবে, জেনার ব্রেকডাউন একটি নিম্ন ভোল্টেজ স্তরে ঘটে তারপর একটি ডায়োডে তুষারপাত হয়, বিশেষ করে জেনার ব্রেকডাউনের জন্য ডোপড। জেনার ব্রেকডাউন তুষারপাত ভাঙ্গনের চেয়ে অনেক তীক্ষ্ণ। ডায়োডের জেনার ভোল্টেজ প্রয়োজনীয় এবং সঠিক ডোপিংয়ের সাহায্যে উত্পাদনের সময় সামঞ্জস্য করা হয়। যখন একটি জেনার ডায়োড একটি ভোল্টেজ উত্স জুড়ে সংযুক্ত থাকে এবং উত্স ভোল্টেজ জেনার ভোল্টেজের চেয়ে বেশি হয়, তখন একটি জেনার ডায়োড জুড়ে ভোল্টেজ স্থির থাকে উৎস ভোল্টেজ নির্বিশেষে। যদিও সেই অবস্থায় ডায়োডের মাধ্যমে কারেন্ট যে কোন মান হতে পারে ডায়োডের সাথে সংযুক্ত লোডের উপর নির্ভর করে। এজন্য আমরা একটি জেনার ডায়োড ব্যবহার করি মূলত বিভিন্ন সার্কিটে ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণের জন্য।

জেনার ডায়োড সার্কিট

জেনার ডায়োড একটি বিপরীত পক্ষপাতের সাথে সংযুক্ত একটি একক ডায়োড ছাড়া কিছুই নয়, আমরা ইতিমধ্যেই বলেছি। একটি বর্তনীতে বিপরীত পক্ষপাতের অবস্থানে সংযুক্ত একটি ডায়োড নীচে দেখানো হয়েছে,

জেনার ডায়োডের বৈশিষ্ট্য

এখন, ডায়োড সার্কিট সম্পর্কে আলোচনা করার জন্য আমাদের জেনার ডায়োডের অপারেশনের গ্রাফিক্যাল উপস্থাপনাটি দেখতে হবে। সাধারণত, একে জেনার ডায়োডের V-I বৈশিষ্ট্য বলা হয়।

 

উপরের চিত্রটি একটি জেনার ডায়োডের V-I বৈশিষ্ট্যগুলি দেখায়। যখন ডায়োডটি ফরওয়ার্ড বায়াসে সংযুক্ত থাকে, তখন এই ডায়োডটি একটি সাধারণ ডায়োড হিসাবে কাজ করে কিন্তু যখন বিপরীত পক্ষপাত ভোল্টেজ জেনার ভোল্টেজের চেয়ে বেশি হয়, তখন একটি তীক্ষ্ণ ভাঙ্গন ঘটে। Vz উপরের V-I বৈশিষ্ট্যে জেনার ভোল্টেজ। এটি হাঁটু ভোল্টেজও কারণ এই সময়ে কারেন্ট খুব দ্রুত বৃদ্ধি পায়।