Temperature Effect on Forward Voltage MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Temperature Effect on Forward Voltage - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

व्याख्या:

सिलिकॉन P-N संधि पर विशिष्ट अग्र वोल्टेज

परिभाषा: सिलिकॉन P-N संधि का अग्र वोल्टेज उस वोल्टेज को संदर्भित करता है जो अग्र अभिनति स्थिति में संधि के माध्यम से धारा प्रवाहित करने के लिए आवश्यक होता है। यह वोल्टेज डायोड और ट्रांजिस्टर जैसे सिलिकॉन-आधारित अर्धचालक उपकरणों के संचालन के लिए महत्वपूर्ण है।

कार्य सिद्धांत: एक P-N संधि में, जब एक अग्र अभिनति वोल्टेज लगाया जाता है (P-प्रकार को धनात्मक और N-प्रकार को ऋणात्मक), संधि पर विभव बाधा कम हो जाती है, जिससे आवेश वाहक (इलेक्ट्रॉन और होल) संधि के पार गति कर सकते हैं। आवेश वाहकों की यह गति एक धारा का निर्माण करती है। जिस वोल्टेज पर यह धारा महत्वपूर्ण रूप से प्रवाहित होने लगती है, उसे अग्र वोल्टेज के रूप में जाना जाता है।

विशिष्ट मान: सिलिकॉन P-N संधि के लिए, विशिष्ट अग्र वोल्टेज लगभग 0.7 वोल्ट होता है। यह मान सिलिकॉन सामग्री की एक विशेषता है और सिलिकॉन-आधारित इलेक्ट्रॉनिक घटकों के उचित कामकाज के लिए आवश्यक है।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 4: 0.7 V

यह विकल्प सिलिकॉन P-N संधि के विशिष्ट अग्र वोल्टेज की सही पहचान करता है। लगभग 0.7 वोल्ट पर, विभव बाधा पर्याप्त रूप से कम हो जाती है जिससे संधि के माध्यम से एक महत्वपूर्ण धारा प्रवाहित हो सकती है, जिससे उपकरण अग्र अभिनति स्थिति में संचालित हो सकता है।

अतिरिक्त जानकारी

विश्लेषण को और समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 1: 1.2 V

यह विकल्प सिलिकॉन P-N संधि के अग्र वोल्टेज को अधिक आंकता है। जबकि 1.2 V अन्य प्रकार की अर्धचालक सामग्री या विशिष्ट उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए प्रासंगिक हो सकता है, यह मानक सिलिकॉन P-N संधियों के लिए विशिष्ट नहीं है।

विकल्प 2: 2.3 V

यह मान सिलिकॉन P-N संधि के विशिष्ट अग्र वोल्टेज से काफी अधिक है। 2.3 V का अग्र वोल्टेज गैलियम आर्सेनाइड या गैलियम नाइट्राइड जैसी सामग्रियों से बने प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) की विशेषता है, न कि सिलिकॉन की।

विकल्प 3: 0.3 V

यह विकल्प सिलिकॉन P-N संधि के अग्र वोल्टेज को कम आंकता है। 0.3 V का अग्र वोल्टेज जर्मेनियम P-N संधियों के लिए विशिष्ट है, न कि सिलिकॉन के लिए। जर्मेनियम-आधारित उपकरणों में सिलिकॉन की तुलना में कम विभव बाधा होती है।

निष्कर्ष:

सिलिकॉन P-N संधि के विशिष्ट अग्र वोल्टेज को समझना सिलिकॉन-आधारित घटकों का उपयोग करने वाले इलेक्ट्रॉनिक सर्किट को डिजाइन और विश्लेषण करने के लिए आवश्यक है। लगभग 0.7 V का सही अग्र वोल्टेज सुनिश्चित करता है कि उपकरण अपने इच्छित अनुप्रयोगों में कुशलतापूर्वक और विश्वसनीय रूप से संचालित होता है। प्रदान किए गए अन्य विकल्प या तो इस मान को अधिक आंकते हैं या कम आंकते हैं, जो उपयोग में अर्धचालक सामग्री की विशिष्ट विशेषताओं को जानने के महत्व को उजागर करते हैं।

व्याख्या:

जब गेट धारा (Ig) बढ़ाई जाती है, तो अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज कम हो जाता है

परिचय: थाइरिस्टर, जिसमें सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर (SCR) शामिल हैं, एक प्रकार का अर्धचालक उपकरण है जिसका उपयोग व्यापक रूप से शक्ति नियंत्रण और स्विचिंग अनुप्रयोगों में किया जाता है। थाइरिस्टर संचालन को समझने का एक महत्वपूर्ण पहलू गेट धारा (Ig) और अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज (V_BO) के बीच संबंध है।

थाइरिस्टर संचालन: एक थाइरिस्टर में आम तौर पर संचालन की तीन अवस्थाएँ होती हैं: ऑफ-स्टेट (अवरुद्ध), ऑन-स्टेट (चालन), और ब्रेकओवर। जब उपकरण ऑफ-स्टेट में होता है, तो यह एक निश्चित सीमा तक, जिसे अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज (V_BO) के रूप में जाना जाता है, अग्र वोल्टेज के आवेदन के बावजूद वर्तमान प्रवाह को अवरुद्ध करता है। गेट धारा (Ig) को लागू करने से उपकरण को ऑन-स्टेट में स्विच करने के लिए ट्रिगर किया जा सकता है, जिससे उपकरण के माध्यम से वर्तमान प्रवाह की अनुमति मिलती है। अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज न्यूनतम अग्र वोल्टेज है जिस पर थाइरिस्टर गेट धारा के बिना चालू होता है।

अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज पर गेट धारा का प्रभाव: अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज (V_BO) गेट धारा (Ig) के व्युत्क्रमानुपाती होता है। जैसे-जैसे गेट धारा बढ़ती है, अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज घटता जाता है। इस संबंध को निम्नलिखित बिंदुओं द्वारा समझाया जा सकता है:

• गेट संवेदनशीलता: जैसे-जैसे गेट धारा बढ़ती है, थाइरिस्टर लागू अग्र वोल्टेज के प्रति अधिक संवेदनशील हो जाता है। अतिरिक्त गेट धारा उपकरण को चालू करने के लिए आवश्यक अग्र वोल्टेज की मात्रा को कम कर देती है।
• वाहक इंजेक्शन: गेट धारा थाइरिस्टर में आवेश वाहकों को इंजेक्ट करती है, जो कम अग्र वोल्टेज पर ब्रेकडाउन प्रक्रिया को शुरू करने में मदद करती है।
• ट्रिगरिंग तंत्र: गेट धारा को बढ़ाने से वाहक इंजेक्शन के लिए ऊर्जा बाधा प्रभावी रूप से कम हो जाती है, जिससे थाइरिस्टर के लिए ऑफ-स्टेट से ऑन-स्टेट में संक्रमण करना आसान हो जाता है।

इसलिए, जब गेट धारा (Ig) बढ़ाई जाती है, तो अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज (V_BO) कम हो जाता है। यह थाइरिस्टर को कम अग्र वोल्टेज पर चालू करने की अनुमति देता है, जिससे नियंत्रण संकेतों के प्रति इसकी प्रतिक्रिया बढ़ जाती है।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 3: अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज कम हो जाता है।

यह विकल्प थाइरिस्टर के अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज पर गेट धारा बढ़ाने के प्रभाव का सटीक वर्णन करता है। जैसा कि बताया गया है, गेट धारा में वृद्धि के साथ अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज कम हो जाता है, जिससे थाइरिस्टर के लिए ऑफ-स्टेट से ऑन-स्टेट में स्विच करना आसान हो जाता है।

अतिरिक्त जानकारी

विश्लेषण को और समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 1: अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज बढ़ जाता है।

यह विकल्प गलत है। गेट धारा बढ़ाने से अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज नहीं बढ़ता है। इसके बजाय, यह ब्रेकओवर वोल्टेज को कम करता है, जिससे थाइरिस्टर को चालू करना आसान हो जाता है।

विकल्प 2: अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज समान रहता है।

यह विकल्प भी गलत है। जब गेट धारा बढ़ाई जाती है तो अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज स्थिर नहीं रहता है। गेट धारा और ब्रेकओवर वोल्टेज के बीच संबंध ऐसा है कि गेट धारा में वृद्धि से अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज में कमी आती है।

विकल्प 4: अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज नहीं बदलता है।

यह विकल्प विकल्प 2 के समान है और समान कारणों से गलत है। गेट धारा में वृद्धि के साथ अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज बदलता है; विशेष रूप से, यह घट जाता है।

निष्कर्ष:

शक्ति नियंत्रण अनुप्रयोगों में थाइरिस्टर का प्रभावी ढंग से उपयोग करने के लिए गेट धारा और अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज के बीच संबंध को समझना महत्वपूर्ण है। जब गेट धारा (Ig) बढ़ाई जाती है, तो अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज (V_BO) कम हो जाता है, जिससे थाइरिस्टर कम अग्र वोल्टेज पर चालू हो जाता है। यह ज्ञान उन सर्किटों को डिज़ाइन करने में मदद करता है जहाँ थाइरिस्टर की स्विचिंग विशेषताओं पर सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है। सही गेट धारा चुनकर, इंजीनियर विभिन्न अनुप्रयोगों में थाइरिस्टर के इष्टतम प्रदर्शन और विश्वसनीयता सुनिश्चित कर सकते हैं।

अवधारणा:

• कोई भी डायोड एक आदर्श डायोड नहीं है, इसका मतलब यह है कि न तो यह सही चालक के रूप में कार्य करता है जब अग्र अभिनत होता है और न ही यह एक अवरोधक के रूप में कार्य करता है जब यह पश्च अभिनत होता है।
• एक व्यावहारिक डायोड अग्र अभिनत होने पर बहुत कम प्रतिरोध (शून्य नहीं) प्रदान करता है और इसे अग्र प्रतिरोध कहा जाता है।
• जबकि, यह पश्च अभिनत होने पर बहुत उच्च प्रतिरोध (अनंत नहीं) प्रदान करता है और इसे पश्च प्रतिरोध कहा जाता है।
• इस अग्र प्रतिरोध के कारण, अग्र अभिनत स्थिति के दौरान जंक्शन पर कुछ शक्ति अपव्यय होगा, इसे निम्न रूप में दिया जा सकता है

विघटित शक्ति(P) = अग्र वोल्टेज पात (Vf) × अग्र DC धारा(If)

तो डायोड के जंक्शन में अग्र DC धारा में विघटित शक्ति के अनुपात को अग्र वोल्टेज पात के रूप में जाना जाता है।

Additional Information

एक डायोड के विभिन्न प्रतिरोध इस प्रकार हैं:

अग्र प्रतिरोध:

• अग्र अभिनत स्थिति के तहत, डायोड द्वारा अग्रेषित धारा को दिए जाने वाले विरोध को अग्र प्रतिरोध के रूप में जाना जाता है।
• डायोड द्वारा प्रत्यावर्ती धारा प्रवाहित अग्र अभिनत के लिए एक डायोड द्वारा पेश किए गए विरोध को इसके DC अग्र प्रतिरोध या स्थिर प्रतिरोध के रूप में जाना जाता है।
  • इसे डायोड के पार DC वोल्टेज के अनुपात से DC धारा के माध्यम से प्रवाहित करके मापा जाता है।
• एक डायोड द्वारा मौजूदा धारा प्रवाह I में, अग्र अभिनत स्थिति में पेश किए गए विरोध को AC अग्र प्रतिरोध रूप में जाना जाता है।
  • इसे डायोड में वोल्टेज में परिवर्तन के अनुपात से मापा जाता है ताकि इसके माध्यम से विद्युत प्रवाह में परिवर्तन हो सके।

पश्च प्रतिरोध:

• पश्च अभिनत स्थिति के तहत, डायोड द्वारा पश्च धारा की पेशकश की गई विरोध को पश्च प्रतिरोध के रूप में जाना जाता है।
• आदर्श रूप से, डायोड का पश्च प्रतिरोध अनंत माना जाता है।
• हालांकि, वास्तविक व्यवहार में, पश्च प्रतिरोध अनंत नहीं है क्योंकि डायोड एक छोटे रिसाव धारा (अल्पसंख्यक वाहकों के कारण) का संचालन करता है जब पश्च अभिनत होता है।

संकल्पना:

• एक अर्धचालक डायोड का तापमान गुणांक ऋृणात्मक होता है।
• एक सामग्री के ऋृणात्मक गुणांक का अर्थ है कि तापमान में वृद्धि के साथ इसका प्रतिरोध कम हो जाता है।

अनुप्रयोग:

तापमान में वृद्धि के साथ अर्धचालक डायोड का प्रतिरोध घटता है।

स्थिर धारा का वहन करने वाले डायोड के लिए

V ∝ R ………(i)

जहाँ

V =अर्धचालक डायोड में वोल्टेज 

R = अर्धचालक डायोड में प्रतिरोध

समीकरण (i) से हम निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि  

अवधारणा:

• कोई भी डायोड एक आदर्श डायोड नहीं है, इसका मतलब यह है कि न तो यह सही चालक के रूप में कार्य करता है जब अग्र अभिनत होता है और न ही यह एक अवरोधक के रूप में कार्य करता है जब यह पश्च अभिनत होता है।
• एक व्यावहारिक डायोड अग्र अभिनत होने पर बहुत कम प्रतिरोध (शून्य नहीं) प्रदान करता है और इसे अग्र प्रतिरोध कहा जाता है।
• जबकि, यह पश्च अभिनत होने पर बहुत उच्च प्रतिरोध (अनंत नहीं) प्रदान करता है और इसे पश्च प्रतिरोध कहा जाता है।
• इस अग्र प्रतिरोध के कारण, अग्र अभिनत स्थिति के दौरान जंक्शन पर कुछ शक्ति अपव्यय होगा, इसे निम्न रूप में दिया जा सकता है

विघटित शक्ति(P) = अग्र वोल्टेज पात (Vf) × अग्र DC धारा(If)

तो डायोड के जंक्शन में अग्र DC धारा में विघटित शक्ति के अनुपात को अग्र वोल्टेज पात के रूप में जाना जाता है।

Additional Information

एक डायोड के विभिन्न प्रतिरोध इस प्रकार हैं:

अग्र प्रतिरोध:

• अग्र अभिनत स्थिति के तहत, डायोड द्वारा अग्रेषित धारा को दिए जाने वाले विरोध को अग्र प्रतिरोध के रूप में जाना जाता है।
• डायोड द्वारा प्रत्यावर्ती धारा प्रवाहित अग्र अभिनत के लिए एक डायोड द्वारा पेश किए गए विरोध को इसके DC अग्र प्रतिरोध या स्थिर प्रतिरोध के रूप में जाना जाता है।
  • इसे डायोड के पार DC वोल्टेज के अनुपात से DC धारा के माध्यम से प्रवाहित करके मापा जाता है।
• एक डायोड द्वारा मौजूदा धारा प्रवाह I में, अग्र अभिनत स्थिति में पेश किए गए विरोध को AC अग्र प्रतिरोध रूप में जाना जाता है।
  • इसे डायोड में वोल्टेज में परिवर्तन के अनुपात से मापा जाता है ताकि इसके माध्यम से विद्युत प्रवाह में परिवर्तन हो सके।

पश्च प्रतिरोध:

• पश्च अभिनत स्थिति के तहत, डायोड द्वारा पश्च धारा की पेशकश की गई विरोध को पश्च प्रतिरोध के रूप में जाना जाता है।
• आदर्श रूप से, डायोड का पश्च प्रतिरोध अनंत माना जाता है।
• हालांकि, वास्तविक व्यवहार में, पश्च प्रतिरोध अनंत नहीं है क्योंकि डायोड एक छोटे रिसाव धारा (अल्पसंख्यक वाहकों के कारण) का संचालन करता है जब पश्च अभिनत होता है।

व्याख्या:

सिलिकॉन P-N संधि पर विशिष्ट अग्र वोल्टेज

परिभाषा: सिलिकॉन P-N संधि का अग्र वोल्टेज उस वोल्टेज को संदर्भित करता है जो अग्र अभिनति स्थिति में संधि के माध्यम से धारा प्रवाहित करने के लिए आवश्यक होता है। यह वोल्टेज डायोड और ट्रांजिस्टर जैसे सिलिकॉन-आधारित अर्धचालक उपकरणों के संचालन के लिए महत्वपूर्ण है।

कार्य सिद्धांत: एक P-N संधि में, जब एक अग्र अभिनति वोल्टेज लगाया जाता है (P-प्रकार को धनात्मक और N-प्रकार को ऋणात्मक), संधि पर विभव बाधा कम हो जाती है, जिससे आवेश वाहक (इलेक्ट्रॉन और होल) संधि के पार गति कर सकते हैं। आवेश वाहकों की यह गति एक धारा का निर्माण करती है। जिस वोल्टेज पर यह धारा महत्वपूर्ण रूप से प्रवाहित होने लगती है, उसे अग्र वोल्टेज के रूप में जाना जाता है।

विशिष्ट मान: सिलिकॉन P-N संधि के लिए, विशिष्ट अग्र वोल्टेज लगभग 0.7 वोल्ट होता है। यह मान सिलिकॉन सामग्री की एक विशेषता है और सिलिकॉन-आधारित इलेक्ट्रॉनिक घटकों के उचित कामकाज के लिए आवश्यक है।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 4: 0.7 V

यह विकल्प सिलिकॉन P-N संधि के विशिष्ट अग्र वोल्टेज की सही पहचान करता है। लगभग 0.7 वोल्ट पर, विभव बाधा पर्याप्त रूप से कम हो जाती है जिससे संधि के माध्यम से एक महत्वपूर्ण धारा प्रवाहित हो सकती है, जिससे उपकरण अग्र अभिनति स्थिति में संचालित हो सकता है।

अतिरिक्त जानकारी

विश्लेषण को और समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 1: 1.2 V

यह विकल्प सिलिकॉन P-N संधि के अग्र वोल्टेज को अधिक आंकता है। जबकि 1.2 V अन्य प्रकार की अर्धचालक सामग्री या विशिष्ट उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए प्रासंगिक हो सकता है, यह मानक सिलिकॉन P-N संधियों के लिए विशिष्ट नहीं है।

विकल्प 2: 2.3 V

यह मान सिलिकॉन P-N संधि के विशिष्ट अग्र वोल्टेज से काफी अधिक है। 2.3 V का अग्र वोल्टेज गैलियम आर्सेनाइड या गैलियम नाइट्राइड जैसी सामग्रियों से बने प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) की विशेषता है, न कि सिलिकॉन की।

विकल्प 3: 0.3 V

यह विकल्प सिलिकॉन P-N संधि के अग्र वोल्टेज को कम आंकता है। 0.3 V का अग्र वोल्टेज जर्मेनियम P-N संधियों के लिए विशिष्ट है, न कि सिलिकॉन के लिए। जर्मेनियम-आधारित उपकरणों में सिलिकॉन की तुलना में कम विभव बाधा होती है।

निष्कर्ष:

सिलिकॉन P-N संधि के विशिष्ट अग्र वोल्टेज को समझना सिलिकॉन-आधारित घटकों का उपयोग करने वाले इलेक्ट्रॉनिक सर्किट को डिजाइन और विश्लेषण करने के लिए आवश्यक है। लगभग 0.7 V का सही अग्र वोल्टेज सुनिश्चित करता है कि उपकरण अपने इच्छित अनुप्रयोगों में कुशलतापूर्वक और विश्वसनीय रूप से संचालित होता है। प्रदान किए गए अन्य विकल्प या तो इस मान को अधिक आंकते हैं या कम आंकते हैं, जो उपयोग में अर्धचालक सामग्री की विशिष्ट विशेषताओं को जानने के महत्व को उजागर करते हैं।

व्याख्या:

जब गेट धारा (Ig) बढ़ाई जाती है, तो अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज कम हो जाता है

परिचय: थाइरिस्टर, जिसमें सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर (SCR) शामिल हैं, एक प्रकार का अर्धचालक उपकरण है जिसका उपयोग व्यापक रूप से शक्ति नियंत्रण और स्विचिंग अनुप्रयोगों में किया जाता है। थाइरिस्टर संचालन को समझने का एक महत्वपूर्ण पहलू गेट धारा (Ig) और अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज (V_BO) के बीच संबंध है।

थाइरिस्टर संचालन: एक थाइरिस्टर में आम तौर पर संचालन की तीन अवस्थाएँ होती हैं: ऑफ-स्टेट (अवरुद्ध), ऑन-स्टेट (चालन), और ब्रेकओवर। जब उपकरण ऑफ-स्टेट में होता है, तो यह एक निश्चित सीमा तक, जिसे अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज (V_BO) के रूप में जाना जाता है, अग्र वोल्टेज के आवेदन के बावजूद वर्तमान प्रवाह को अवरुद्ध करता है। गेट धारा (Ig) को लागू करने से उपकरण को ऑन-स्टेट में स्विच करने के लिए ट्रिगर किया जा सकता है, जिससे उपकरण के माध्यम से वर्तमान प्रवाह की अनुमति मिलती है। अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज न्यूनतम अग्र वोल्टेज है जिस पर थाइरिस्टर गेट धारा के बिना चालू होता है।

अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज पर गेट धारा का प्रभाव: अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज (V_BO) गेट धारा (Ig) के व्युत्क्रमानुपाती होता है। जैसे-जैसे गेट धारा बढ़ती है, अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज घटता जाता है। इस संबंध को निम्नलिखित बिंदुओं द्वारा समझाया जा सकता है:

• गेट संवेदनशीलता: जैसे-जैसे गेट धारा बढ़ती है, थाइरिस्टर लागू अग्र वोल्टेज के प्रति अधिक संवेदनशील हो जाता है। अतिरिक्त गेट धारा उपकरण को चालू करने के लिए आवश्यक अग्र वोल्टेज की मात्रा को कम कर देती है।
• वाहक इंजेक्शन: गेट धारा थाइरिस्टर में आवेश वाहकों को इंजेक्ट करती है, जो कम अग्र वोल्टेज पर ब्रेकडाउन प्रक्रिया को शुरू करने में मदद करती है।
• ट्रिगरिंग तंत्र: गेट धारा को बढ़ाने से वाहक इंजेक्शन के लिए ऊर्जा बाधा प्रभावी रूप से कम हो जाती है, जिससे थाइरिस्टर के लिए ऑफ-स्टेट से ऑन-स्टेट में संक्रमण करना आसान हो जाता है।

इसलिए, जब गेट धारा (Ig) बढ़ाई जाती है, तो अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज (V_BO) कम हो जाता है। यह थाइरिस्टर को कम अग्र वोल्टेज पर चालू करने की अनुमति देता है, जिससे नियंत्रण संकेतों के प्रति इसकी प्रतिक्रिया बढ़ जाती है।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 3: अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज कम हो जाता है।

यह विकल्प थाइरिस्टर के अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज पर गेट धारा बढ़ाने के प्रभाव का सटीक वर्णन करता है। जैसा कि बताया गया है, गेट धारा में वृद्धि के साथ अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज कम हो जाता है, जिससे थाइरिस्टर के लिए ऑफ-स्टेट से ऑन-स्टेट में स्विच करना आसान हो जाता है।

अतिरिक्त जानकारी

विश्लेषण को और समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 1: अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज बढ़ जाता है।

यह विकल्प गलत है। गेट धारा बढ़ाने से अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज नहीं बढ़ता है। इसके बजाय, यह ब्रेकओवर वोल्टेज को कम करता है, जिससे थाइरिस्टर को चालू करना आसान हो जाता है।

विकल्प 2: अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज समान रहता है।

यह विकल्प भी गलत है। जब गेट धारा बढ़ाई जाती है तो अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज स्थिर नहीं रहता है। गेट धारा और ब्रेकओवर वोल्टेज के बीच संबंध ऐसा है कि गेट धारा में वृद्धि से अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज में कमी आती है।

विकल्प 4: अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज नहीं बदलता है।

यह विकल्प विकल्प 2 के समान है और समान कारणों से गलत है। गेट धारा में वृद्धि के साथ अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज बदलता है; विशेष रूप से, यह घट जाता है।

निष्कर्ष:

शक्ति नियंत्रण अनुप्रयोगों में थाइरिस्टर का प्रभावी ढंग से उपयोग करने के लिए गेट धारा और अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज के बीच संबंध को समझना महत्वपूर्ण है। जब गेट धारा (Ig) बढ़ाई जाती है, तो अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज (V_BO) कम हो जाता है, जिससे थाइरिस्टर कम अग्र वोल्टेज पर चालू हो जाता है। यह ज्ञान उन सर्किटों को डिज़ाइन करने में मदद करता है जहाँ थाइरिस्टर की स्विचिंग विशेषताओं पर सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है। सही गेट धारा चुनकर, इंजीनियर विभिन्न अनुप्रयोगों में थाइरिस्टर के इष्टतम प्रदर्शन और विश्वसनीयता सुनिश्चित कर सकते हैं।

अवधारणा:

• कोई भी डायोड एक आदर्श डायोड नहीं है, इसका मतलब यह है कि न तो यह सही चालक के रूप में कार्य करता है जब अग्र अभिनत होता है और न ही यह एक अवरोधक के रूप में कार्य करता है जब यह पश्च अभिनत होता है।
• एक व्यावहारिक डायोड अग्र अभिनत होने पर बहुत कम प्रतिरोध (शून्य नहीं) प्रदान करता है और इसे अग्र प्रतिरोध कहा जाता है।
• जबकि, यह पश्च अभिनत होने पर बहुत उच्च प्रतिरोध (अनंत नहीं) प्रदान करता है और इसे पश्च प्रतिरोध कहा जाता है।
• इस अग्र प्रतिरोध के कारण, अग्र अभिनत स्थिति के दौरान जंक्शन पर कुछ शक्ति अपव्यय होगा, इसे निम्न रूप में दिया जा सकता है

विघटित शक्ति(P) = अग्र वोल्टेज पात (Vf) × अग्र DC धारा(If)

तो डायोड के जंक्शन में अग्र DC धारा में विघटित शक्ति के अनुपात को अग्र वोल्टेज पात के रूप में जाना जाता है।

Additional Information

एक डायोड के विभिन्न प्रतिरोध इस प्रकार हैं:

अग्र प्रतिरोध:

• अग्र अभिनत स्थिति के तहत, डायोड द्वारा अग्रेषित धारा को दिए जाने वाले विरोध को अग्र प्रतिरोध के रूप में जाना जाता है।
• डायोड द्वारा प्रत्यावर्ती धारा प्रवाहित अग्र अभिनत के लिए एक डायोड द्वारा पेश किए गए विरोध को इसके DC अग्र प्रतिरोध या स्थिर प्रतिरोध के रूप में जाना जाता है।
  • इसे डायोड के पार DC वोल्टेज के अनुपात से DC धारा के माध्यम से प्रवाहित करके मापा जाता है।
• एक डायोड द्वारा मौजूदा धारा प्रवाह I में, अग्र अभिनत स्थिति में पेश किए गए विरोध को AC अग्र प्रतिरोध रूप में जाना जाता है।
  • इसे डायोड में वोल्टेज में परिवर्तन के अनुपात से मापा जाता है ताकि इसके माध्यम से विद्युत प्रवाह में परिवर्तन हो सके।

पश्च प्रतिरोध:

• पश्च अभिनत स्थिति के तहत, डायोड द्वारा पश्च धारा की पेशकश की गई विरोध को पश्च प्रतिरोध के रूप में जाना जाता है।
• आदर्श रूप से, डायोड का पश्च प्रतिरोध अनंत माना जाता है।
• हालांकि, वास्तविक व्यवहार में, पश्च प्रतिरोध अनंत नहीं है क्योंकि डायोड एक छोटे रिसाव धारा (अल्पसंख्यक वाहकों के कारण) का संचालन करता है जब पश्च अभिनत होता है।

संकल्पना:

• एक अर्धचालक डायोड का तापमान गुणांक ऋृणात्मक होता है।
• एक सामग्री के ऋृणात्मक गुणांक का अर्थ है कि तापमान में वृद्धि के साथ इसका प्रतिरोध कम हो जाता है।

अनुप्रयोग:

तापमान में वृद्धि के साथ अर्धचालक डायोड का प्रतिरोध घटता है।

स्थिर धारा का वहन करने वाले डायोड के लिए

V ∝ R ………(i)

जहाँ

V =अर्धचालक डायोड में वोल्टेज 

R = अर्धचालक डायोड में प्रतिरोध

समीकरण (i) से हम निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि  

व्याख्या:

सिलिकॉन P-N संधि पर विशिष्ट अग्र वोल्टेज

परिभाषा: सिलिकॉन P-N संधि का अग्र वोल्टेज उस वोल्टेज को संदर्भित करता है जो अग्र अभिनति स्थिति में संधि के माध्यम से धारा प्रवाहित करने के लिए आवश्यक होता है। यह वोल्टेज डायोड और ट्रांजिस्टर जैसे सिलिकॉन-आधारित अर्धचालक उपकरणों के संचालन के लिए महत्वपूर्ण है।

कार्य सिद्धांत: एक P-N संधि में, जब एक अग्र अभिनति वोल्टेज लगाया जाता है (P-प्रकार को धनात्मक और N-प्रकार को ऋणात्मक), संधि पर विभव बाधा कम हो जाती है, जिससे आवेश वाहक (इलेक्ट्रॉन और होल) संधि के पार गति कर सकते हैं। आवेश वाहकों की यह गति एक धारा का निर्माण करती है। जिस वोल्टेज पर यह धारा महत्वपूर्ण रूप से प्रवाहित होने लगती है, उसे अग्र वोल्टेज के रूप में जाना जाता है।

विशिष्ट मान: सिलिकॉन P-N संधि के लिए, विशिष्ट अग्र वोल्टेज लगभग 0.7 वोल्ट होता है। यह मान सिलिकॉन सामग्री की एक विशेषता है और सिलिकॉन-आधारित इलेक्ट्रॉनिक घटकों के उचित कामकाज के लिए आवश्यक है।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 4: 0.7 V

यह विकल्प सिलिकॉन P-N संधि के विशिष्ट अग्र वोल्टेज की सही पहचान करता है। लगभग 0.7 वोल्ट पर, विभव बाधा पर्याप्त रूप से कम हो जाती है जिससे संधि के माध्यम से एक महत्वपूर्ण धारा प्रवाहित हो सकती है, जिससे उपकरण अग्र अभिनति स्थिति में संचालित हो सकता है।

अतिरिक्त जानकारी

विश्लेषण को और समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 1: 1.2 V

यह विकल्प सिलिकॉन P-N संधि के अग्र वोल्टेज को अधिक आंकता है। जबकि 1.2 V अन्य प्रकार की अर्धचालक सामग्री या विशिष्ट उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए प्रासंगिक हो सकता है, यह मानक सिलिकॉन P-N संधियों के लिए विशिष्ट नहीं है।

विकल्प 2: 2.3 V

यह मान सिलिकॉन P-N संधि के विशिष्ट अग्र वोल्टेज से काफी अधिक है। 2.3 V का अग्र वोल्टेज गैलियम आर्सेनाइड या गैलियम नाइट्राइड जैसी सामग्रियों से बने प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) की विशेषता है, न कि सिलिकॉन की।

विकल्प 3: 0.3 V

यह विकल्प सिलिकॉन P-N संधि के अग्र वोल्टेज को कम आंकता है। 0.3 V का अग्र वोल्टेज जर्मेनियम P-N संधियों के लिए विशिष्ट है, न कि सिलिकॉन के लिए। जर्मेनियम-आधारित उपकरणों में सिलिकॉन की तुलना में कम विभव बाधा होती है।

निष्कर्ष:

सिलिकॉन P-N संधि के विशिष्ट अग्र वोल्टेज को समझना सिलिकॉन-आधारित घटकों का उपयोग करने वाले इलेक्ट्रॉनिक सर्किट को डिजाइन और विश्लेषण करने के लिए आवश्यक है। लगभग 0.7 V का सही अग्र वोल्टेज सुनिश्चित करता है कि उपकरण अपने इच्छित अनुप्रयोगों में कुशलतापूर्वक और विश्वसनीय रूप से संचालित होता है। प्रदान किए गए अन्य विकल्प या तो इस मान को अधिक आंकते हैं या कम आंकते हैं, जो उपयोग में अर्धचालक सामग्री की विशिष्ट विशेषताओं को जानने के महत्व को उजागर करते हैं।

व्याख्या:

जब गेट धारा (Ig) बढ़ाई जाती है, तो अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज कम हो जाता है

परिचय: थाइरिस्टर, जिसमें सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर (SCR) शामिल हैं, एक प्रकार का अर्धचालक उपकरण है जिसका उपयोग व्यापक रूप से शक्ति नियंत्रण और स्विचिंग अनुप्रयोगों में किया जाता है। थाइरिस्टर संचालन को समझने का एक महत्वपूर्ण पहलू गेट धारा (Ig) और अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज (V_BO) के बीच संबंध है।

थाइरिस्टर संचालन: एक थाइरिस्टर में आम तौर पर संचालन की तीन अवस्थाएँ होती हैं: ऑफ-स्टेट (अवरुद्ध), ऑन-स्टेट (चालन), और ब्रेकओवर। जब उपकरण ऑफ-स्टेट में होता है, तो यह एक निश्चित सीमा तक, जिसे अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज (V_BO) के रूप में जाना जाता है, अग्र वोल्टेज के आवेदन के बावजूद वर्तमान प्रवाह को अवरुद्ध करता है। गेट धारा (Ig) को लागू करने से उपकरण को ऑन-स्टेट में स्विच करने के लिए ट्रिगर किया जा सकता है, जिससे उपकरण के माध्यम से वर्तमान प्रवाह की अनुमति मिलती है। अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज न्यूनतम अग्र वोल्टेज है जिस पर थाइरिस्टर गेट धारा के बिना चालू होता है।

अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज पर गेट धारा का प्रभाव: अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज (V_BO) गेट धारा (Ig) के व्युत्क्रमानुपाती होता है। जैसे-जैसे गेट धारा बढ़ती है, अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज घटता जाता है। इस संबंध को निम्नलिखित बिंदुओं द्वारा समझाया जा सकता है:

• गेट संवेदनशीलता: जैसे-जैसे गेट धारा बढ़ती है, थाइरिस्टर लागू अग्र वोल्टेज के प्रति अधिक संवेदनशील हो जाता है। अतिरिक्त गेट धारा उपकरण को चालू करने के लिए आवश्यक अग्र वोल्टेज की मात्रा को कम कर देती है।
• वाहक इंजेक्शन: गेट धारा थाइरिस्टर में आवेश वाहकों को इंजेक्ट करती है, जो कम अग्र वोल्टेज पर ब्रेकडाउन प्रक्रिया को शुरू करने में मदद करती है।
• ट्रिगरिंग तंत्र: गेट धारा को बढ़ाने से वाहक इंजेक्शन के लिए ऊर्जा बाधा प्रभावी रूप से कम हो जाती है, जिससे थाइरिस्टर के लिए ऑफ-स्टेट से ऑन-स्टेट में संक्रमण करना आसान हो जाता है।

इसलिए, जब गेट धारा (Ig) बढ़ाई जाती है, तो अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज (V_BO) कम हो जाता है। यह थाइरिस्टर को कम अग्र वोल्टेज पर चालू करने की अनुमति देता है, जिससे नियंत्रण संकेतों के प्रति इसकी प्रतिक्रिया बढ़ जाती है।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 3: अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज कम हो जाता है।

यह विकल्प थाइरिस्टर के अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज पर गेट धारा बढ़ाने के प्रभाव का सटीक वर्णन करता है। जैसा कि बताया गया है, गेट धारा में वृद्धि के साथ अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज कम हो जाता है, जिससे थाइरिस्टर के लिए ऑफ-स्टेट से ऑन-स्टेट में स्विच करना आसान हो जाता है।

अतिरिक्त जानकारी

विश्लेषण को और समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 1: अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज बढ़ जाता है।

यह विकल्प गलत है। गेट धारा बढ़ाने से अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज नहीं बढ़ता है। इसके बजाय, यह ब्रेकओवर वोल्टेज को कम करता है, जिससे थाइरिस्टर को चालू करना आसान हो जाता है।

विकल्प 2: अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज समान रहता है।

यह विकल्प भी गलत है। जब गेट धारा बढ़ाई जाती है तो अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज स्थिर नहीं रहता है। गेट धारा और ब्रेकओवर वोल्टेज के बीच संबंध ऐसा है कि गेट धारा में वृद्धि से अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज में कमी आती है।

विकल्प 4: अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज नहीं बदलता है।

यह विकल्प विकल्प 2 के समान है और समान कारणों से गलत है। गेट धारा में वृद्धि के साथ अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज बदलता है; विशेष रूप से, यह घट जाता है।

निष्कर्ष:

शक्ति नियंत्रण अनुप्रयोगों में थाइरिस्टर का प्रभावी ढंग से उपयोग करने के लिए गेट धारा और अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज के बीच संबंध को समझना महत्वपूर्ण है। जब गेट धारा (Ig) बढ़ाई जाती है, तो अग्र ब्रेकओवर वोल्टेज (V_BO) कम हो जाता है, जिससे थाइरिस्टर कम अग्र वोल्टेज पर चालू हो जाता है। यह ज्ञान उन सर्किटों को डिज़ाइन करने में मदद करता है जहाँ थाइरिस्टर की स्विचिंग विशेषताओं पर सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है। सही गेट धारा चुनकर, इंजीनियर विभिन्न अनुप्रयोगों में थाइरिस्टर के इष्टतम प्रदर्शन और विश्वसनीयता सुनिश्चित कर सकते हैं।