Wednesday, September 30, 2020

Pin Diode In Hindi And Applications of PIN diode

 परिभाषा: एक पिन डायोड सामान्य PN junction diode की उन्नति है। यह एक 3-लेयर डिवाइस है जिसमें एक आंतरिक परत यानी, अनोपेड सेमीकंडक्टर P and N क्षेत्रों के बीच सैंडविच होता है। इस प्रकार, यह एक PIN Diode बना रहा है।

आंतरिक क्षेत्र की उपस्थिति उच्च प्रतिरोध गुण प्रदर्शित करती है। इसके कारण, विद्युत क्षेत्र का परिमाण भी बड़ा हो जाता है। इसके परिणामस्वरूप क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन और होल पेयर पीढ़ी में वृद्धि होती है। इसलिए, यह कमजोर इनपुट सिग्नल के संचालन की अनुमति देता है।

यह एक प्रकार का फोटोडेटेक्टर है जो आंतरिक क्षेत्र की उपस्थिति के कारण प्रकाश ऊर्जा को अपने विद्युत रूप में बदलने की क्षमता रखता है।

उच्च प्रतिरोध प्रदान करने के साथ एक पिन डायोड भी समाई का कम मूल्य रखता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि हम जानते हैं,

PIN Diode in hindi
PIN Diode in hindi



आंतरिक क्षेत्र के सम्मिलन के साथ, पी और एन क्षेत्र के बीच की दूरी बढ़ जाती है। उपरोक्त अभिव्यक्ति से, यह स्पष्ट है कि समाई और दूरी विपरीत आनुपातिक हैं। इस प्रकार, दूरी में वृद्धि के साथ समाई कम हो जाती है।

Symbol of PIN diode in microprocessor


नीचे दिया गया चित्र पिन डायोड के प्रतीक को दर्शाता है:

Symbol of PIN diode
Symbol of PIN diode



यहाँ, पी क्षेत्र एनोड टर्मिनल को दर्शाता है और एन क्षेत्र कैथोड टर्मिनल को दर्शाता है।


Construction of PIN diode in Hindi

एक PIN diode पी क्षेत्र, एन क्षेत्र और आंतरिक क्षेत्र से बना एक 3-परत डिवाइस है।

पी क्षेत्र अर्धचालक के लिए डोपिंग ट्रिटेंट अशुद्धता से बनता है। और एन क्षेत्र तब बनता है जब पंचकोणीय अशुद्धता को अर्धचालक पदार्थ के लिए डोप किया जाता है। एक आंतरिक सेमीकंडक्टर का क्षेत्र कुछ भी नहीं है, लेकिन अघोषित अर्धचालक सामग्री।

नीचे दी गई आकृति पिन डायोड के रचनात्मक अवलोकन का प्रतिनिधित्व करती है:

PIN diode in Hindi
Construction of PIN diode in Hindi



एक
PIN diode दो तरीकों से बनता है, यानी, या तो प्लेनर संरचना या मेसा संरचना द्वारा।

मेसा संरचना के मामले में, अर्धचालक की परतें जो पहले डोप की जाती हैं, आंतरिक क्षेत्र पर विकसित (बढ़ी हुई) होती हैं। जिससे एक पिन डायोड जनरेट होता है।

प्लेनर संरचना के मामले में, पी + क्षेत्र बनाने के लिए एक संकीर्ण (पतली) उपकला परत को आंतरिक क्षेत्र पर लगाया जाता है। इसी तरह, एन + क्षेत्र को सब्सट्रेट के दूसरी तरफ भी बनाया जाता है। आंतरिक क्षेत्र 0.1 m-m के क्रम के बहुत उच्च प्रतिरोधकता प्रदान करता है।


Working of PIN diode in Hindi

एक PIN diode लगभग एक सामान्य पी.एन. जंक्शन डायोड के समान है, हालांकि केवल भिन्नता आंतरिक क्षेत्र की उपस्थिति है। यह क्षेत्र कुछ भी नहीं है, लेकिन पी और एन क्षेत्रों के बीच कमी क्षेत्र के रूप में कार्य करता है।

Working of PIN diode in Hindi
Working of PIN diode in Hindi



जब डायोड को कोई बाहरी क्षमता प्रदान नहीं की जाती है। वाहक एकाग्रता के कारण जंक्शन के पार फैल जाते हैं। इस प्रकार, NI जंक्शन पर एक कमी क्षेत्र का गठन। हालाँकि, n क्षेत्र की तुलना में i क्षेत्र पर मोटाई अधिक है।

ऐसा इसलिए है क्योंकि एन क्षेत्र का डोपिंग स्तर I क्षेत्र की तुलना में बहुत अधिक है। जैसा कि हम पहले से ही मानते हैं कि आंतरिक क्षेत्र अघोषित अर्धचालक सामग्री है।

    Forward biased condition For Pin diode

यदि डायोड को एक आगे वोल्टेज प्रदान किया जाता है, तो पी और एन क्षेत्र से चार्ज वाहक को आंतरिक क्षेत्र में इंजेक्ट किया जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि आगे की संभावित क्षमता घटने की चौड़ाई को कम करती है।

इसके कारण, बायस्ड स्थिति में डिवाइस द्वारा पेश किया गया प्रतिरोध आगे के बायसिंग के कारण कम होने लगता है। इसलिए, जैसे-जैसे आगे वोल्टेज बढ़ता है, चार्ज वाहक की अधिक संख्या आंतरिक क्षेत्र में इंजेक्ट हो जाती है।

जिससे डिवाइस के माध्यम से एक बड़ा करंट पैदा होता है और परिणामस्वरूप प्रतिरोध कम हो जाता है। इसलिए, यह कहा जाता है कि आगे की पक्षपातपूर्ण स्थिति में पिन डायोड एक चर प्रतिरोध उपकरण के रूप में व्यवहार करता है।

    Reverse biased condition for Pin Diode


अब, जैसा कि डिवाइस पर रिवर्स बायस वोल्टेज लागू किया जाता है। घटती चौड़ाई बढ़ने लगती है। जैसे-जैसे रिवर्स वोल्टेज बढ़ता जाता है, वैसे-वैसे रिक्तीकरण क्षेत्र की चौड़ाई बढ़ती जाती है, जहां तक ​​पूरे मोबाइल वाहक आंतरिक क्षेत्र से बह जाते हैं।

इस विशेष वोल्टेज को स्वेप्ट आउट वोल्टेज के रूप में जाना जाता है। आमतौर पर, इसका मूल्य -2 वी है।

डिवाइस एक रिवर्स बायस्ड स्थिति में संधारित्र के रूप में कार्य करता है। यहां पी और एन क्षेत्र संधारित्र के दो समानांतर प्लेटों के रूप में काम करते हैं। उच्च रिवर्स पूर्वाग्रह के मामले में, पी क्षेत्र में एक पतली कमी क्षेत्र देखा जाता है।


Characteristics of PIN diode in Hindi


    Low Capacitance: जैसा कि हमने पहले ही चर्चा की थी कि एक पिन डायोड पी और एन क्षेत्र के बीच बड़ी दूरी के कारण समाई का कम मूल्य प्रदान करता है।

जब केवल एक छोटी रिवर्स क्षमता लागू की जाती है, तो कमी क्षेत्र पूरी तरह से समाप्त हो जाता है। जैसे ही कमी क्षेत्र समाप्त हो जाता है, समाई अब लागू क्षमता के साथ भिन्नता नहीं दिखाएगी। आंतरिक क्षेत्र में थोड़ी मात्रा में प्रभारी की उपस्थिति के कारण।

    High breakdown voltage: आंतरिक क्षेत्र की उपस्थिति के कारण, पिन डायोड ब्रेकडाउन वोल्टेज का एक उच्च मूल्य प्रदर्शित करता है।

ऐसा इसलिए है क्योंकि मोटी कमी क्षेत्र को नष्ट करने के लिए उच्च वोल्टेज की आवश्यकता होती है।

    Sensitive to photo detection: कमी क्षेत्र ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए जिम्मेदार होता है जब विकिरण इसकी सतह पर गिरता है। एक आंतरिक क्षेत्र का अस्तित्व विकिरण अवशोषण के लिए क्षेत्र को बढ़ाता है।

इसलिए, इनका व्यापक रूप से फोटोडेटेक्टर के रूप में उपयोग किया जाता है।

    Storage of carriers:  यह पिन डायोड की महत्वपूर्ण विशेषता है। आंतरिक क्षेत्र वाहक के भंडारण के लिए क्षेत्र को बढ़ाता है। रिक्तीकरण क्षेत्र में संग्रहीत चार्ज सर्किट के माध्यम से बहने वाली वर्तमान की मात्रा के लिए जिम्मेदार है।

जब डिवाइस को आगे की बायसिंग प्रदान की जाती है, तो, इस मामले में, डिवाइस चर प्रतिरोध विशेषताओं को प्रदर्शित करता है। चूंकि प्रतिरोध आपूर्ति किए गए इनपुट वोल्टेज के साथ भिन्न होता है। इसलिए, यह विकृति या सुधार नहीं करता है।

 

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Applications of PIN diode in Hindi


    As a Photodetector: एक पिन डायोड अवशोषित ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदल सकता है। पी और एन क्षेत्र के बीच आंतरिक क्षेत्र की नियुक्ति विकिरण अवशोषण के लिए क्षेत्र को बढ़ाती है।


    बढ़े हुए विकिरण अवशोषण क्षेत्र के साथ, विद्युत ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए डिवाइस की दक्षता भी बढ़ जाती है। इस प्रकार, यह एक फोटोडायोड के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।


    As a radio frequency switch: आंतरिक क्षेत्र डायोड के पी और एन क्षेत्र को अलग करता है जिसके कारण समाई कम हो जाती है। स्विच के रूप में इसे संचालित करने के लिए डिवाइस की समाई लगभग नगण्य होनी चाहिए।


    As a voltage rectifier: पिन डायोड आंतरिक परत के कारण उच्च रिवर्स वोल्टेज को सहन करने में सक्षम है। इससे डायोड के ब्रेकडाउन वोल्टेज में वृद्धि होती है। इसलिए, इस कारण से, डिवाइस उच्च इनपुट वोल्टेज को सुधारने की अनुमति देता है।


Terms related to PIN diode


    Swept-out voltage: यह वह रिवर्स अप्लाइड वोल्टेज है जिस पर आवेश वाहक पूरी तरह से विखंडन क्षेत्र से बह जाते हैं। इसका मूल्य कुछ -2 वी है।


    Response time:  यह डिवाइस द्वारा एक राज्य से दूसरे में परिवर्तन दिखाने के लिए लिया गया समय है। या हम कह सकते हैं, डिवाइस द्वारा संचालित होने वाले समय को गैर-संचालन स्थिति या इसके विपरीत में बदलने के लिए।

PIN diode में तेज प्रतिक्रिया समय होता है। इसके कारण, माइक्रोवेव अनुप्रयोगों में इनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।



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