زینر ڈایڈس

تعارف

ڈایڈس عام طور پر ایک ڈیوائس کے طور پر جانا جاتا ہے جو ایک طرف (موجودہ جانبدار) موجودہ کی روانی کی اجازت دیتا ہے اور جب الٹا تعصب میں استعمال ہوتا ہے تو موجودہ کی روانی کے خلاف مزاحمت پیش کرتا ہے۔ زینر ڈیوڈ (امریکی سائنسدان سی زینر کے نام سے منسوب ہے جس نے پہلے اپنے عملی اصولوں کی وضاحت کی تھی) ، نہ صرف جب موجودہ تعصب میں استعمال ہوتا ہے تو موجودہ بہاؤ کی اجازت دیتا ہے ، بلکہ جب الٹا تعصب میں استعمال ہوتا ہے تو وہ موجودہ بہاؤ کی بھی اجازت دیتا ہے۔ اب تک لگائی گئی وولٹیج خرابی والی وولٹیج سے اوپر ہے جو زینر بریک ڈاؤن وولٹیج کے نام سے جانا جاتا ہے ۔ یا دوسرے لفظوں میں بریک ڈاؤن وولٹیج وولٹیج ہے ، جس پر زینر ڈایڈڈ ریورس سمت میں چلنا شروع کرتا ہے۔

زنر ڈایڈڈ کا آپریشنل اصول:

عام ڈایڈس میں ، خرابی والی وولٹیج بہت زیادہ ہوتی ہے اور اگر خرابی ڈایڈوڈ کے اوپر وولٹیج لگائی جاتی ہے تو ڈایڈڈ کو مکمل طور پر نقصان پہنچا جاتا ہے ، لیکن زینر ڈائیڈز میں ، خرابی کا وولٹیج اتنا زیادہ نہیں ہوتا ہے اور اگر زینر ڈایڈڈ کو مستقل نقصان نہیں پہنچاتا ہے۔ وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے۔

چونکہ زینر ڈایڈڈ پر لگائے جانے والے الٹ وولٹیج مخصوص بریک ڈاؤن وولٹیج (Vz) کی طرف بڑھتے ہیں ، ایک موجودہ ڈایڈڈ کے ذریعے بہنا شروع ہوتا ہے اور یہ کرنٹ زینر کرنٹ کے نام سے جانا جاتا ہے اور اس عمل کو برفانی توڑنے کے نام سے جانا جاتا ہے ۔ موجودہ زیادہ سے زیادہ تک بڑھ جاتا ہے اور مستحکم ہوتا ہے۔ یہ موجودہ اطلاق والے وولٹیج کی وسیع رینج پر مستحکم ہے اور زینر ڈایڈڈ کو بغیر کسی نقصان کے اعلی وولٹیج کا سامنا کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ یہ حالیہ سلسلہ ریزسٹر کے ذریعہ طے ہوتا ہے۔

عمل میں ایک عام ڈایڈڈ کے نیچے کی تصاویر پر غور کریں ۔

زینر ڈایڈڈ کا عمل ظاہر کرنے کے لئے ، ذیل میں دو تجربات (A اور B) پر غور کریں۔

میں تجربہ ، ایک 12V Zener ڈایڈڈ تصویر میں دکھایا گیا ہے اور یہ Zener ڈایڈڈ مؤثر طریقے سے وولٹیج بلاک کیا کہ کیونکہ اس سے کم تھی دیکھا جا سکتا ہے کے طور پر الٹ جانبدار میں منسلک کیا جاتا ہے / اس طرح خاص Zener ڈایڈڈ کی خرابی وولٹیج اور دیپ کے برابر بند رہے۔

میں تجربہ B ، ایک 6V Zener ڈایڈڈ (بلب پر آتا ہے) لاگو وولٹیج پتہ چلتا ہے کہ اس کی خرابی وولٹیج سے بھی بڑا ہے اور اس طرح ہے کیونکہ ریورس جانبدار میں چلا رہا ہے استعمال کیا خرابی خطے Zener ڈایڈڈ کے آپریشن کے علاقے ہے.

Zener ڈایڈڈ کی موجودہ وولٹیج کی خصوصیت وکر ذیل میں دکھایا گیا ہے.

گراف سے ، یہ اندازہ لگایا جاسکتا ہے کہ ریورس تعصب کے موڈ میں چلنے والے زینر ڈایڈڈ میں کافی مستقل وولٹیج ہوگی چاہے اس کی فراہمی کی مقدار سے قطع نظر۔

زینر ڈایڈڈ کی درخواستیں:

الیکٹرانک سرکٹس میں زینر ڈائیڈس تین اہم ایپلی کیشنز میں استعمال کیا جاتا ہے۔

1. وولٹیج ریگولیشن

2. لہراتی کلپر

3. وولٹیج شفٹر

1. زینر ڈایڈٹ بطور وولٹیج ریگولیٹر

زینر ڈایڈس کی یہ سب سے عام ایپلی کیشن ہے۔

زنر ڈایڈس کی یہ ایپلی کیشن سپلائی یا بوجھ موجودہ میں مختلف حالتوں سے قطع نظر مستقل وولٹیج برقرار رکھنے کے لئے زنر ڈایڈس کی صلاحیت پر بہت زیادہ انحصار کرتی ہے۔ وولٹیج ریگولیشن ڈیوائس کا عمومی کام یہ ہوتا ہے کہ اس کے متوازی طور پر منسلک ایک بوجھ کو مستقل آؤٹ پٹ وولٹیج فراہم کرنا ، چاہے بوجھ (لوڈ کرنٹ) کیذریعہ توانائی میں مختلف حالتوں یا سپلائی وولٹیج میں مختلف حالتوں اور عدم استحکام سے قطع نظر ہو۔

زنر ڈایڈ زیادہ سے زیادہ اور کم سے کم ریورس موجودہ کی حد میں رہتا ہے۔

سرکٹ ڈایاگرام جس میں زینر ڈایڈٹ وولٹیج ریگولیٹر کے طور پر استعمال ہوتا ہے اس کو دکھایا گیا ہے۔

ایک رزسٹر ، R1 ڈینڈ کے ذریعے بہتے ہوئے موجودہ کی مقدار کو محدود کرنے کے لئے زنر ڈایڈڈ کے ساتھ سیریز میں منسلک ہوتا ہے اور ان پٹ وولٹیج وین (جو زینر وولٹیج سے زیادہ ہونا چاہئے) کو مربوط کیا جاتا ہے جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے اور آؤٹ پٹ وولٹیج وؤٹ ، Vout = Vz (زینر وولٹیج) کے ساتھ زینر ڈایڈڈ کے پار لیا جاتا ہے ۔ چونکہ زینر ڈایڈڈ کے الٹا تعصب کی خصوصیات وولٹیج کو منظم کرنے کے ل. ضروری ہے ، لہذا یہ الٹا تعصب وضع میں منسلک ہوتا ہے ، کیتھڈ سرکٹ کی مثبت ریل سے منسلک ہوتا ہے۔

ریزٹر آر 1 کی قدر کا انتخاب کرتے وقت محتاط رہنا چاہئے ، کیونکہ جب قدر منسلک ہوتی ہے تو اس سے بڑی ڈایڈڈ کرنٹ آجائے گی اور اس سے ڈایڈڈ کی بجلی کی کھپت کی ضرورت میں اضافہ ہوگا جو زیادہ سے زیادہ بجلی کی درجہ بندی سے زیادہ ہوسکتی ہے۔ زینر اور اسے نقصان پہنچا سکتا ہے۔

ذیل میں دیئے گئے فارمولے کا استعمال کرکے استعمال کرنے والے ریزسٹر کی قیمت کا تعین کیا جاسکتا ہے۔

R ₁ = (V _in - V _Z) / I _Z جہاں؛ R1 سیریز مزاحمت کی قدر ہے۔ ون ان پٹ وولٹیج ہے۔ Vz جو Vout کے برابر ہے وہ زینر وولٹیج ہے اور Iz زینر موجودہ ہے۔

اس فارمولے کو استعمال کرنے سے یہ یقینی بنانا آسان ہوجاتا ہے کہ منتخب کردہ ریزسٹر کی قدر زینر کے مقابلہ میں موجودہ بہاؤ کا باعث نہیں بنے گی۔

زینر ڈایڈڈ بیسڈ ریگولیٹر سرکٹس کے ساتھ پیش آنے والا ایک چھوٹا سا مسئلہ یہ ہے کہ ان پٹ وولٹیج کو منظم کرنے کی کوشش کرتے ہوئے زینر بعض اوقات سپلائی ریل پر بجلی کا شور پیدا کرتا ہے۔ اگرچہ یہ زیادہ تر ایپلی کیشنز کے ل a کوئی پریشانی نہیں ہوسکتا ہے ، لیکن اس مسئلے کو ڈیوڈ کے پار ایک بڑی ویلیو ڈیکپلنگ کیپسیٹر کے اضافے سے حل کیا جاسکتا ہے۔ یہ زینر کی پیداوار کو مستحکم کرنے میں مدد کرتا ہے۔

2. زینر ڈایڈڈ بحیثیت ویوفارم کلپر

عام ڈایڈڈز کے استعمال میں سے ایک کلپنگ اور کلیمپنگ سرکٹس کا اطلاق ہوتا ہے جو سرکٹس ہوتے ہیں جو ان پٹ AC ویوفارم یا سگنل کی تشکیل یا اس میں ترمیم کرنے کے لئے استعمال ہوتے ہیں ، کلیپر یا کلیمپر کی خصوصیات پر منحصر ہے کہ ایک مختلف شکل کے آؤٹ پٹ سگنل تیار کرتے ہیں۔

کلیپرس سرکٹس عام طور پر سرکٹس ہیں جو سرکٹ کے آؤٹ پٹ سگنل کو پہلے سے طے شدہ وولٹیج ویلیو سے آگے جانے سے روکنے کے لئے ان پٹ سگنل یا ویوفورم کے کسی دوسرے حصے کو تبدیل کیے بغیر استعمال کرتے ہیں۔

کلیمپپرس کے ساتھ یہ سرکٹس اینالاگ ٹیلی ویژن اور ایف ایم ریڈیو ٹرانسمیٹر میں مداخلت ( کلیپنگ سرکٹس) کو ہٹانے اور اونچی چوٹیوں کو تراشنے کے ذریعے شور چوٹیوں کو محدود کرنے کے لئے وسیع پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں ۔

چونکہ زنر ڈایڈس عام طور پر معمولی ڈایڈس کی طرح برتاؤ کرتا ہے جب اطلاق شدہ وولٹیج خرابی وولٹیج کے برابر نہیں ہوتا ہے ، لہذا وہ اس طرح کلپنگ سرکٹس میں بھی استعمال ہوتے ہیں۔

سگنل کو مثبت ، منفی یا دونوں خطوں میں تراشنے کے لئے کلپنگ سرکٹس ڈیزائن کی جاسکتی ہیں۔ اگرچہ ڈایڈ دوسرے خطے کو قدرتی طور پر 0.7V پر کلپ کرے گا ، اس سے قطع نظر کہ یہ ایک مثبت یا منفی کلیپر کے طور پر ڈیزائن کیا گیا ہے۔

مثال کے طور پر ، نیچے سرکٹ پر غور کریں۔

کالیپر سرکٹ 6.2v پر آؤٹ پٹ سگنل کلپ کرنے کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے ، لہذا 6.2v زینر ڈایڈڈ استعمال کیا گیا تھا۔ زینر ڈایڈ آؤٹ پٹ سگنل کو ان پٹ ویوفارم سے قطع نظر زینر وولٹیج سے آگے جانے سے روکتا ہے۔ اس خاص مثال کے طور پر ، 20v ان پٹ وولٹیج استعمال کیا گیا تھا اور مثبت سوئنگ پر آؤٹ پٹ وولٹیج 6.2v زینر ڈایڈڈ کے وولٹیج کے مطابق تھا۔ تاہم ، AC AC وولٹیج کے منفی سوئنگ کے دوران ، زینر ڈایڈڈ عام ڈایڈڈ کی طرح برتاؤ کرتا ہے اور 0.7V پر آؤٹ پٹ وولٹیج کو کلپ کرتا ہے ، عام سلیکون ڈائیڈس کے مطابق۔

اے سی سرکٹ کے منفی سوئنگ کے ساتھ ساتھ مثبت سوئنگ کے ل the کلیپنگ سرکٹ کو اس طرح نافذ کرنے کے لئے کہ مثبت اور منفی سوئنگ پر مختلف سطحوں پر وولٹیج کلپ ہوجائے ، ایک ڈبل زینر کلپنگ سرکٹ استعمال ہوتا ہے۔ ڈبل زینر کلپنگ سرکٹ کے لئے سرکٹ ڈایاگرام نیچے دکھایا گیا ہے۔

اوپر والی کلپنگ سرکٹ میں ، وولٹیج Vz2 AC ذریعہ کے منفی سوئنگ پر وولٹیج کی نمائندگی کرتا ہے جہاں آؤٹ پٹ سگنل کو تراشنے کی خواہش ہوتی ہے ، جبکہ وولٹیج Vz1 AC ذریعہ کے مثبت سوئنگ پر وولٹیج کی نمائندگی کرتا ہے جس پر آؤٹ پٹ وولٹیج تراشنا چاہتا ہے۔

3. زینر ڈایڈڈ بطور وولٹیج شفٹر

وولٹیج شفٹر زینر ڈایڈڈ کی ایک آسان لیکن دلچسپ ایپلی کیشنز ہے۔ اگر آپ کو خاص طور پر 5V MCU میں 3.3v سینسر سے منسلک کرنے کا تجربہ ہوا ہے ، اور آپ نے پڑھنے وغیرہ میں غلطیوں کو سب سے پہلے دیکھا ہے ، جس کی وجہ سے یہ آپ کو وولٹیج شفٹرز کی اہمیت کی تعریف کر سکتے ہیں۔ وولٹیج شفٹرز سگنل کو ایک وولٹیج سے دوسرے میں تبدیل کرنے میں مدد کرتا ہے اور خرابی والے خطے میں مستحکم آؤٹ پٹ وولٹیج کو برقرار رکھنے کے لئے زنر ڈایڈڈ کی قابلیت کے ساتھ ، یہ انھیں آپریشن کے لئے مثالی جز بناتا ہے۔

ایک میں Zener ڈایڈڈ بنیاد وولٹیج shifter کے ، سرکٹ، پیداوار میں وولٹیج کم، ایک قدر کی طرف سے خاص Zener ڈایڈڈ استعمال کیا جاتا ہے کہ خرابی وولٹیج کے برابر. وولٹیج شفٹر کے لئے سرکٹ ڈایاگرام ذیل میں واضح کیا گیا ہے۔

ذیل کے تجربے پر غور کریں ،

سرکٹ میں 3.3v زینر ڈایڈڈ بیسڈ وولٹیج شفٹر کی وضاحت کی گئی ہے۔ سرکٹ کا آؤٹ پٹ وولٹیج (3.72V) ان پٹ وولٹیج (7V) سے زینر ڈایڈڈ کی خرابی وولٹیج (3.3V) کو گھٹا کر دیا جاتا ہے۔

ووٹ = ون zVz

ووٹ = 7 - 3.3 = 3.7v

وولٹیج شفٹر کے بارے میں جس طرح پہلے بیان کیا گیا ہے جدید دور کے الیکٹرانک سرکٹس ڈیزائن میں متعدد ایپلی کیشنز موجود ہیں کیونکہ ڈیزائن انجینئر کو ڈیزائن کے عمل کے دوران بعض اوقات تین مختلف وولٹیج سطح کے ساتھ کام کرنا پڑ سکتا ہے۔

زینر ڈایڈس کی اقسام:

زینر ڈایڈس کو کئی پیرامیٹرز کی بنا پر اقسام میں درجہ بندی کیا گیا ہے جس میں شامل ہیں۔

1. برائے نام وولٹیج
2. بجلی کی کھپت
3. موجودہ ڈرائیو موجودہ
4. فارورڈ وولٹیج
5. پیکیجنگ کی قسم
6. زیادہ سے زیادہ ریورس موجودہ

برائے نام وولٹیج

زینر ڈایڈڈ کا برائے نام آپریشن وولٹیج ، زینر ڈایڈڈ کی خرابی وولٹیج کے نام سے بھی جانا جاتا ہے ، اس درخواست پر منحصر ہے جس کے لئے ڈایڈڈ استعمال کیا جانا ہے ، یہ اکثر زینر ڈایڈڈ انتخاب کے لئے سب سے اہم معیار ہوتا ہے۔

بجلی کی کھپت

یہ زینر کرنٹ ضائع ہونے کی زیادہ سے زیادہ طاقت کی نمائندگی کرتا ہے۔ بجلی کی اس درجہ بندی سے تجاوز کرنے سے زینر ڈایڈڈ کے درجہ حرارت میں ضرورت سے زیادہ اضافہ ہوجاتا ہے جو اس کو نقصان پہنچا سکتا ہے اور سرکٹ میں اس سے جڑی چیزوں کی ناکامی کا باعث بن سکتا ہے۔ اس طرح ذہن میں استعمال کے ساتھ ڈایڈڈ کا انتخاب کرتے وقت اس عوامل پر غور کرنا چاہئے۔

زیادہ سے زیادہ زینر موجودہ

یہ زیادہ سے زیادہ موجودہ ہے جو زینر ڈایڈڈ کے ذریعے زینر وولٹیج میں آلے کو نقصان پہنچائے بغیر گزر سکتا ہے۔

کم سے کم زینر موجودہ

اس سے مراد زینر ڈایڈڈ کو خرابی والے خطے میں کام شروع کرنے کے ل required کم سے کم موجودہ ضرورت ہے۔

دوسرے پیرامیٹرز جو ڈایڈڈ کے لئے تفصیلات کے طور پر کام کرتے ہیں ، اس مخصوص ڈیزائن کے لئے کس طرح کی زینر ڈایڈڈ کی قسم پر فیصلہ کرنے سے پہلے ان پر مکمل غور کرنے کی ضرورت ہے۔

نتیجہ:

یہاں 5 نکات ہیں جو آپ کو زینر ڈایڈڈ کے بارے میں کبھی نہیں بھولنا چاہئے۔

1. زینر ڈایڈڈ ایک عام ڈایڈڈ کی طرح ہی ہوتا ہے کہ اس میں تیزی سے خرابی والی وولٹیج لگی ہے۔
2. زنر ڈایڈٹ ان پٹ وولٹیج سے قطع نظر مستحکم آؤٹ پٹ وولٹیج کو برقرار رکھتا ہے بشرطیکہ زیادہ سے زیادہ زینر کرنٹ سے تجاوز نہ کیا جائے۔
3. جب فارورڈ تعصب میں منسلک ہوتا ہے تو ، زینر ڈایڈڈ بالکل عام سلیکون ڈایڈڈ کی طرح برتاؤ کرتا ہے۔ یہ اسی 0.7v وولٹیج ڈراپ کے ساتھ چلتا ہے جو عام ڈایڈڈ کے استعمال کے ساتھ ہوتا ہے۔
4. زینر ڈایڈٹ ڈیفالٹ آپریشنل حالت خرابی والے خطے میں ہے (الٹا متعصب)۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ جب حقیقت میں کام کرنا شروع ہوتا ہے تو جب لاگو وولٹیج ریورس متعصب میں زینر وولٹیج سے زیادہ ہوتا ہے۔
5. زینر ڈایڈڈ زیادہ تر ایپلی کیشنز ، وولٹیج ریگولیشن ، تراشے ہوئے سرکٹس اور وولٹیج شفٹرز میں استعمال ہوتا ہے۔