ডায়ড

ডায়ড এক প্ৰকাৰৰ দুই প্ৰান্ত বিশিষ্ট অণুবৈদ্যুতিক (ইলেক্ট্ৰনিক) যন্ত্ৰাংশ যি বৰ্তনীত একমুখী বিদ্যুৎপ্ৰবাহ সৃষ্টি কৰে। ইয়াৰোপৰি বৈদ্যুতিক উপায়ে ধাৰকত্ব নিয়ন্ত্ৰণ আৰু বিকিৰণ, নিঃসৰণ আৰু কম্পন সংবেদী ইলেকট্ৰনিক্স চুইচ তৈয়াৰ কৰোঁতে ডায়ড ব্যৱহৃত হয়। বিদ্যুৎশক্তিৰ এক উৎস সৌৰ কোষ মূলত এক ধৰণৰ পোহৰ-সংবেদী ডায়ড।

ডায়ডে মূলত এক নিৰ্দিষ্ট দিশত তড়িৎ প্ৰবাহক সহায় কৰে আৰু তাৰ বিপৰীত দিশত বাধা প্ৰদান কৰে। এই ধৰণৰ একদিশত প্ৰবাহিত কৰাৰ প্ৰৱণতাক ৰেক্টিফিকেশ্বন বোলা হয় যি এচি(AC) কাৰেণ্টক ডিচি(DC) কাৰণ্টলৈ পৰিবৰ্তন কৰে।

ইতিহাস

১৯ শতিকাৰ শেষৰ ফালে বিদ্যুৎ প্ৰবাহ একমুখীকৰণ বা ৰেক্টিফিকেশ্বনৰ দুই ধৰণৰ কৌশল আৱষ্কৃত হয়: থাৰ্মায়োনিক ডায়ড (ভেকুয়াম টিউব) আৰু ক্ৰিষ্টেল ডায়ড। যদিও ভেকুয়াম টিউব অৰ্ধপৰিবাহী ক্ৰিষ্টেল ডায়ডৰ পূৰ্বে প্ৰায়োগিক সাফল্য লাভ কৰে, এই দুই ধৰণৰ গঠন একেলগে বিকশিত হৈছিল। ১৮৭৩ চনত ফ্ৰেডিক গাথৰিয়ে প্ৰথম থাৰ্মায়োনিক ডায়ডেৰ মূলনীতি আৱিষ্কাৰ কৰে। তেওঁ দেখিলে যে ভূমিত (Ground) সংযুক্ত এক টুকুৰা বগাকৈ গৰম লোহক এক ধনাত্নক চাৰ্জ বিশিষ্ট ইলেক্ট্ৰষ্কোপৰ কাষত লৈ গলে কোনো স্পৰ্শ বা সংযোগ নোহোৱাকৈ চাৰ্জশূন্য হৈ যায়। কিন্তু ইলেক্ট্ৰষ্কোপত ঋণাত্মক চাৰ্জ দিলে প্ৰক্ৰিয়াটোৰ পুনৰাবৃত্তি নঘটে। অৰ্থাৎ এই প্ৰক্ৰিয়াটো তড়িৎ প্ৰবাহ বিভৱ পাৰ্থক্যৰ সাপেক্ষে একমুখী। বিজ্ঞানী টমাচ আলভা এডিচনে ১৮৮০ চনত বৈদ্যুতিক চাকিৰ ফিলামেণ্টলৈ কাম কৰাৰ সময়ত এই তত্ত্ব স্বতন্ত্ৰভাবে পুনঃআৱিষ্কাৰ কৰে। তেওঁ এটি বদ্ধ বায়ুশূন্য কাঁচৰ পাত্ৰত এটা কৰ্বন ফিলামেণ্ট আৰু এটা ধনাত্মকভাবে আহিত ধাতৱ পাত লৈ পৰীক্ষণ চলায় আৰু দেখিবলৈ পায় যে ফিলামেণ্টৰ পৰা ভেকুয়ামৰ মাজলৈ আধানৰ নিৰ্গমন হৈছে আৰু ধাতৱ পাতত সঞ্চিত হৈ তড়িৎ প্ৰবাহৰ সৃষ্টি কৰিছে। এডিচনে এই পৰিঘটনাৰ নাম এডিচন ইফেক্ট দিলে আৰু ইয়াৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি বিভৱ পাৰ্থক্য জোখাৰ যন্ত্ৰ ভল্টমিটাৰৰ উন্নয়ন ঘটায়। ১৮৮৪ চনত এডিচনে তেওঁৰ আৱিষ্কৃত যন্ত্ৰটি পেটেণ্ট কৰে। ইয়াৰ বছৰ বিশেষ পিছত মাৰ্কনি কোম্পানীৰ বিজ্ঞান উপদেষ্টা আৰু এডিচন কোম্পানীৰ প্ৰাক্তন কৰ্মচাৰী জন এমব্ৰচ ফ্লেমিং ৰেডিঅ' সংকেতৰ মৰ্মোদ্ধাৰত এডিচন ইফেক্টৰ গুৰুত্ব অনুধাৱন কৰে আৰু ১৯০৪ চনত ব্ৰিটেন আৰু ১৯০৫ চনত যুক্তৰাষ্ট্ৰৰ পৰা দুটি পেটেণ্ট লাভ কৰে। এই আৱিষ্কাৰৰ পিছৰ পৰা ৰেক্টিফিকেশ্বনত ভেকুয়াম টিউবৰ ব্যাপক ব্যৱহাৰ আৰম্ভ হয়।

আনফালে জাৰ্মান পদাৰ্থবিজ্ঞানী ফাৰ্দিনান্দ ব্ৰাউনে ১৮৭৪ চনত ক্ৰিষ্টেলৰ ৰেক্টিফাই কৰাৰ ধৰ্মক আৱিষ্কাৰ কৰে। ১৯০৬ চনত খনিজ গেলেনা(PbS)ৰ পৰা প্ৰথম অৰ্ধপৰিবাহী ডায়ডৰ সৃষ্টি হয়। অত্যন্ত সৰু ধাতৱ তাঁৰ ব্যৱহাৰ কৰি ইয়াক বৰ্তনীত সংযুক্ত কৰা হয়,গঠনগত সাদৃশ্যৰ কাৰণে ইয়াক কেটচ্ হুইস্কাৰ বা মেকুৰীৰ গোঁফ বোলে। ১৮৯৪ চনত বিজ্ঞানী জগদীশ চন্দ্ৰ বসু এই ডায়ড ব্যৱহাৰ কৰি ৰেডিঅ' সংকেত পুনৰুদ্ধাৰ কৰিবলৈ সক্ষম হয়। গ্ৰীনলিফ উইটিয়াৰ পিকাৰ্ডে ১৯০৩ চনত চিলিকন ক্ৰিষ্টেল ডায়ড-ভিত্তিক ৰেডিঅ' গ্ৰাহকৰ প্ৰায়োগিক ৰূপ দিয়ে। তেওঁ ১৯০৬ চনত ইয়াক পেটেণ্ট কৰে।

৫০ দশকত অৰ্ধপৰিবাহী ক্ৰিষ্টেল তৈয়াৰ কৰাৰ পদ্ধতিৰ উন্নতি ঘটি যুক্তৰাষ্ট্ৰৰ বেল লে'বত জাৰ্মেনিয়াম-ভিত্তিক ডায়ড তৈয়াৰ হোৱা আৰম্ভ হয়, যিয়ে ক্ৰমশ ভেকুয়াম টিউবক পিছ পেলাই আগুৱাই যায়। বৰ্তমানে বেছিভাগ ডায়ড চিলিকনৰ পৰা প্ৰস্তুত কৰা হয় আৰু প্ৰয়োগৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰি অন্যান্য অৰ্ধপৰিবাহী (যেনে জাৰ্মেনিয়াম, চিলিকন কাৰ্বাইড, III-V গেলিয়াম যৌগ ইত্যাদি) ব্যৱহৃত হয়।

থাৰ্মায়োনিক ডায়ড

থাৰ্মায়োনিক ডায়ড হল থাৰ্মায়োনিক ভালভ্ জাতীয় যন্ত্ৰ যি ভেকুয়াম টিউব বা ভালভ্ নামেৰে পৰিচিত। ই মূলত এটি বায়ুশূন্য কাঁচৰ টিউবৰ ভিতৰত বিপৰীত বিভৱৰ ইলেক্ট্ৰোডৰ (কেথ'ড আৰু এন'ড) সমাৱেশ। এটি হিটাৰ ফিলামেণ্টৰ মাজেৰে প্ৰবাহিত বিদ্যুতৰ দ্বাৰা কেথ'ডক উত্তপ্ত কৰি তোলা হয় যৰ পৰা ইলেক্ট্ৰনৰ থাৰ্মায়োনিক নিৰ্গমন ঘটে। থাৰ্মায়োনিক নিৰ্গমন বৃদ্ধিৰ বাবে কেথ'ডৰ ওপৰত নিম্ন কাৰ্যক্ষমতা-সম্পন্ন (Work Function) বেৰিয়াম আৰু ষ্ট্ৰনচিয়াম অক্সাইডৰ মিশ্ৰণৰ প্ৰলেপ দিয়া হয়। এন'ড ধনাত্মকভাবে আহিত থাকে,ফলত কেথ'ডৰ পৰা থাৰ্মায়োনিক নিৰ্গমনত ওলাই আহা ইলেক্ট্ৰনক আকৰ্ষণ কৰে। এই ধৰণৰ ডায়ডত বিপৰীতমুখী বিদ্যুৎ প্ৰবাহৰ কোনো সম্ভাৱনা নাথাকে।

বিংশ শতিকাৰ প্ৰথমাৰ্দ্ধত থাৰ্মিয়োনিক ভালভ্ ডায়ড বিভিন্ন এনাল'গ সৰঞ্জামত, যেনে দুৰদৰ্শন, ৰেডিঅ' ইত্যাদিত, আনকি কম্পিউটাৰ আৰু অন্যান্য স্বয়ংক্ৰিয় বৰ্তনীত এনালগ সংকেত আৰু শক্তি পৰিবহণত ব্যাপকভাবে ব্যৱহৃত হয়। ষাঠিৰ দশকত অৰ্ধপৰিবাহী ডায়ডৰ আৱিষ্কাৰ হোৱাত ইয়াৰ ব্যৱহাৰ কমিব ধৰিলে। বৰ্তমান ভালভ্ ডায়ড ইলেক্ট্ৰিক গিটাৰৰ ৰেক্টিফায়াৰ আৰু হাই অণ্ড অডিঅ' এমপ্লিফায়াৰ আৰু হাই ভল্টৰ যন্ত্ৰপাতিত ইয়াক কিছু ব্যৱহাৰ কৰা হয়।

অৰ্ধপৰিবাহী ডায়ড

অধিকাংশ আধুনিক ডায়ড অৰ্ধপৰিবাহী জাংচন তত্ত্বৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰি সজা হয়। ইয়াৰ ভিতৰত আটাইতকৈ গুৰুত্বপূৰ্ণ হল P-N জাংচন ডায়ড। এনেধৰণৰ ডায়ড অৰ্ধপৰিবাহী ক্ৰিষ্টেল যেনে চিলিকনৰ পৰা নিৰ্মিত হয়। ক্ৰিষ্টেলৰ এক অংশত কিছু অপদ্ৰব্য মিহলাই দিয়া হয় (ডপিং) যাতে এনে এক ঠাই সৃষ্টি হয় যত ঋণাত্নক আধানৰ বাহক বা ইলেক্ট্ৰন অধিক পৰিমাণে থাকে; ইয়াক এন(N)-টাইপ অৰ্ধপৰিবাহী বোলে। ক্ৰিষ্টেলৰ ওপৰত ভিন্নধৰ্মী অপদ্ৰব্যৰ সহায়ত ধনাত্নক চাৰ্জী ঘনত্ব বঢ়াই তোলা হয়। তেতিয়া ইয়াক পি(P)-টাইপ অৰ্ধপৰিবাহী বোলে। এই দুটি অংশ (পি আৰু এন) সংযোগস্থলক পি-এন জাংচন বোলে। ডায়ডত বিদ্যুৎ প্ৰবাহৰ দিশ হৈছে P টাইপ অৰ্ধপৰিবাহীৰ পৰা N টাইপ তাতে এৰ বিপৰীত দিকে তড়িৎ প্ৰবাহিত হতে পাৰে না। দিশে। ইয়াৰ বিপৰীত দিশত বিদ্যুৎ প্ৰবাহ হব নোৱাৰে।

শ্বটকি ডায়ড এক বিশেষ গঠনৰ যাতে পি বা এন যিকোনো এটি অংশৰ সলনি ধাতু ব্যৱহৃত হয়।

নিঃশেষিত স্তৰ বা ডিপ্লেশ্বন স্তৰ

এটি P টাইপ অৰ্ধপৰিবাহীৰ অভ্যন্তৰত প্ৰচুৰ হল আৰু খুবই কম সংখ্যক মুক্ত ইলেক্ট্ৰন থাকে। আকৌ N টাইপ অৰ্ধপৰিবাহীৰ ক্ষেত্ৰত ইয়াৰ বিপৰীত অৰ্থাৎ প্ৰচুৰ মুক্ত ইলেক্ট্ৰন আৰু খুবই কম সংখ্যক হল থাকে। যেতিয়া এটি P-N জংচন তৈয়াৰ কৰা হয় তেতিয়া P অঞ্চলৰ পৰা হলবোৰ N অঞ্চলৰ দিশত আৰু N অঞ্চলৰ পৰা ইলেক্ট্ৰনবোৰ P অঞ্চলৰ দিশত যাবলৈ চেষ্টা কৰে। এইটো ব্যাপন প্ৰক্ৰিয়া যাৰ মাধ্যমত পদাৰ্থকণিকা অধিক ঘনত্বৰ স্থানৰ পৰা কম ঘনত্বৰ স্থানত প্ৰবাহিত হয়।
এই অৱস্থাত:
P অঞ্চলৰ পৰা কিছু হল N অঞ্চলে যায় আৰু P অঞ্চলৰ জাংচন-সংলগ্ন স্থানৰ অণুবোৰ আয়নিত হৈ ঋণাত্মক চাৰ্জ ধাৰণ কৰে।
সেইদৰে N অঞ্চলৰ পৰা P অঞ্চললৈ ইলেক্ট্ৰনৰ ব্যাপনৰ কাৰণে N অঞ্চলত ধনাত্মক আধানেৰে আয়নিত এটি অঞ্চল সৃষ্টি হয়।

এইধৰণে P অঞ্চলৰ ঋণাত্মক আৰু N অঞ্চলৰ ধনাত্মক আয়ন উন্মুক্ত হৈ এটি এক বিপৰীত পৰিস্থিতিৰ সৃষ্টি কৰে:
P অঞ্চলৰ ঋণাত্মক আয়নে, N অঞ্চলৰ ইলেক্ট্ৰনক P অঞ্চলত প্ৰৱেশত বাধা দিয়ে
N অঞ্চলৰ ধনাত্মক আয়নে, P অঞ্চলৰ হলক N অঞ্চলত প্ৰৱেশত বাধা দিয়ে।

এই অৱস্থাত এটি তাপীয় সাম্যাৱস্থা অৰ্জিত হয়, যাতে ইলেক্ট্ৰন আৰু হলৰ ব্যাপন বন্ধ হৈ যায় আৰু জাংচন বা সংযোগস্থলত এক বিভৱ প্ৰাচীৰ (Potential Barrier) সৃষ্টি হয়। এই বিভৱ প্ৰাচীৰৰ দুয়োফালে এটি সীমা পৰ্যন্ত কেৱল আয়ন (P অঞ্চলত ঋণাত্মক আয়ন আৰু N অঞ্চলত ধনাত্মক আয়ন) থাকে, এই সীমাৰ মাজত কোনো মুক্ত মুখ্য আধান বাহক (Majority Charge Carrier) তথা ইলেক্ট্ৰন বা হল নাথাকে। এই স্তৰত আধানবাহকৰ অনুপস্থিতিৰ কাৰণেনিঃশেষিত স্তৰ বা ডিপ্লেশ্বন স্তৰ (Depletion Region) বোলে।

তথ্যসূত্ৰ

শ্ৰেণী:অণুবিদ্যুত