This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
ഡയോഡ്
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
ഡയോഡ്
Diode
രണ്ടു ടെര്‍മിനലുകള്‍ ഉള്ളതും അവയുടെ വോള്‍ട്ടതയുടെ ധ്രുവതയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഒരു ദിശയിലേക്കു മാത്രം വൈദ്യുത പ്രവാഹം അനുവദിക്കുന്നതുമായ ഒരു ഉപകരണം. നിര്‍വാത ട്യൂബ് (vaccum tube) രൂപത്തിലും അര്‍ധചാലക (semiconductor) രൂപത്തിലും ഇവ നിര്‍മിക്കാനാകം.
ചൂടാക്കിയ ഒരു ഋണാത്മക ലോഹം ഇലക്ട്രോണുകളെ ഉത്സര്‍ജിക്കുമെന്നും, ഒരു നിര്‍വാത അന്തരീക്ഷത്തില്‍ ഇത്തരം ഇലക്ട്രോണുകള്‍ ഒരു ധനാത്മക ഇലക്ട്രോഡിനെ ലക്ഷ്യമാക്കി സഞ്ചരിക്കുമെന്നും 1883-ല്‍ തോമസ് ആല്‍വ എഡിസണ്‍ കണ്ടെത്തി. ഇതിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തില്‍ 1904-ല്‍ ജോണ്‍ അംബ്രോസ് ഫ്ളീമിങ് പ്രഭു ആദ്യത്തെ പ്രായോഗിക നിര്‍വാത ഡയോഡ് നിര്‍മിക്കുകയുണ്ടായി
കാഥോഡ് എന്ന ഋണാത്മക ഇലക്ട്രോഡും ആനോഡ് അഥവാ പ്ലേറ്റ് എന്ന ധനാത്മക ഇലക്ട്രോഡും ചേര്‍ന്നതാണ് നിര്‍വാത ഡയോഡ്. ഇവയെ യഥാക്രമം ഋണാത്മക, ധനാത്മക വോള്‍ട്ടതയുമായി ബന്ധപ്പെടുത്തുകയാണു പതിവ്. കാഥോഡിനെ പ്രത്യക്ഷമായോ പരോക്ഷമായോ ചൂടാക്കുമ്പോള്‍ അതില്‍ നിന്നും ഇലക്ട്രോണുകള്‍ ഉത്സര്‍ജനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ആ അവസരത്തില്‍ കാഥോഡിന് ആപേക്ഷികമായി ആനോഡിലെ വോള്‍ട്ടത ധനാത്മകമാണെങ്കില്‍ കാഥോഡില്‍ നിന്നു ഉത്സര്‍ജിക്കപ്പെടുന്ന ഇലക്ട്രോണുകള്‍ ആനോഡിലേക്ക് ആകര്‍ഷിക്കപ്പെട്ട്, ആനോഡ്-കാഥോഡ് ബാഹ്യ പരിപഥത്തിലൂടെ, കാഥോഡിലേക്ക് തിരിച്ചെത്തുന്നു. ഇത്തരത്തില്‍ ഡയോഡ് വൈദ്യുതി കടത്തിവിടുന്നു. നേര്‍ വിപരീത രീതിയിലാണ് കാഥോഡിലേക്കും ആനോഡിലേക്കും വോള്‍ട്ടത നല്‍കുന്നതെങ്കില്‍ കാഥോഡില്‍ നിന്നു ഉത്സര്‍ജിക്കപ്പെടുന്ന ഇലക്ട്രോണുകള്‍ ആനോഡിലെ ഋണാത്മക വോള്‍ട്ടതയാല്‍ വികര്‍ഷിക്കപ്പെട്ട് കാഥോഡിലേക്കു തന്നെ തിരിച്ചെത്തുന്നു. തന്മൂലം ഇത്തരം അവസരങ്ങളില്‍ വൈദ്യുതി പ്രവാഹത്തെ ഡയോഡ് തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നു.
നിശ്ചിത ഇടവേളകളില്‍ വോള്‍ട്ടതയുടെ ധ്രുവതയില്‍ വ്യത്യാസം വരുന്ന പ്രത്യാവര്‍ത്തി ധാരയാണ് ഡയോഡിനു കുറുകേ സൃഷ്ടിക്കുന്നതെങ്കില്‍ കാഥോഡിനെ അപേക്ഷിച്ച് ആനോഡ് ധനാത്മകമാകുന്ന സന്ദര്‍ഭങ്ങളില്‍ മാത്രമേ ഡയോഡ് വൈദ്യുതി കടത്തി വിടുകയുള്ളൂ. ഇത്തരത്തില്‍ ഡയോഡ് ഉപയോഗിച്ച്, പ്രത്യാവര്‍ത്തിധാരയെ, നേര്‍ധാരയായി പരിവര്‍ത്തനം ചെയ്യാനാകും. ഈ പ്രക്രിയ ഏകദിശാകരണം (rectification) എന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു.
സിലിക്കോണ്‍ പോലെയുള്ള ഒരു അര്‍ധചാലക പദാര്‍ഥ ദണ്ഡിന്റെ ഇരുവശങ്ങളിലും ആവശ്യാനുസരണം യഥാക്രമം അക്സെപ്പ്റ്റെര്‍/ഡോണെര്‍ വസ്തുക്കള്‍ കലര്‍ത്തി പി-ഇനം ആനോഡ്, എന്‍-ഇനം കാഥോഡ് എന്നിവയായി അതിനെ രൂപാന്തരപ്പെടുത്തി നിര്‍മിക്കുന്നതാണ് അര്‍ധചാലക ഡയോഡ്. ദണ്ഡില്‍ ഈ രണ്ട് ഭാഗങ്ങള്‍ക്കുമിടയ്ക്കുവരുന്ന പ്രതലമാണ് പി-എന്‍ ജംഗ്ഷന്‍. ധനാത്മക ഹോളും ഋണാത്മക ഇലക്ട്രോണുമാണ് പി-, എന്‍-, ഭാഗങ്ങളിലെ മുഖ്യ ചാര്‍ജ് വാഹകര്‍. ഇനി പി-ഭാഗത്തെ ഒരു ധനാത്മക വോള്‍ട്ടതയുമായും എന്‍-ഭാഗത്തെ ഒരു ഋണാത്മക വോള്‍ട്ടതയുമായും ബന്ധപ്പെടുത്തുന്നതോടെ പി-ഭാഗത്തു നിന്ന് ഹോളുകളും എന്‍-ഭാഗത്തു നിന്ന് ഇലക്ട്രോണുകളും പി-എന്‍ ജംഗ്ഷനു കുറുകേ പ്രവഹിച്ച് ഡയോഡിലൂടെ വൈദ്യുത ധാര സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഈ വോള്‍ട്ടതാ അവസ്ഥയെ ജംഗ്ഷന്റെ മുന്നാക്ക ബയെസ് (forward bias) എന്ന് വിശേഷിപ്പിക്കുന്നു. ഇതിനു നേര്‍വിപരീത രീതിയില്‍ വോള്‍ട്ടത നല്‍കുന്നതാണ് (പി-, എന്‍-, ഭാഗങ്ങളില്‍ യഥാക്രമം ഋണാത്മക, ധനാത്മക, വോള്‍ട്ടതകള്‍) ജംഗ്ഷന്റെ പിന്നാക്ക ബയെസ് (reverse bias) അവസ്ഥ. ഈ അവസ്ഥയില്‍ ഹോളും ഇലക്ട്രോണും പി-എന്‍ ജംഗ്ഷനില്‍ നിന്നും അകലേക്കായി പ്രവഹിക്കുന്നതിനാല്‍ ഡയോഡിലൂടെയുള്ള വൈദ്യുതി പ്രവാഹത്തിന് തടസ്സം നേരിടുന്നു.
ഉപയോഗങ്ങള്‍. പ്രത്യാവര്‍ത്തി ധാരയെ നേര്‍ ധാരയാക്കി മാറ്റുന്ന ഏകദിശാകരണത്തിനാണ് ഡയോഡുകള്‍ മുഖ്യമായും ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നത്. ഒരു ഡയോഡു മാത്രം പ്രയോജനപ്പെടുത്തിയാല്‍ അര്‍ധ-തരംഗ ഏകദിശാകരണം (half-wave retification) ലഭിക്കുന്നു. ഇതില്‍ പ്രത്യാവര്‍ത്തി ധാരയുടെ ഒരു പകുതി മാത്രം നേര്‍ ധാരയായി പരിവര്‍ത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. മറിച്ച് രണ്ടോ നാലോ ഡയോഡുകളള്‍ ഉപയോഗിച്ച് ഏകദിശാകരണം നടത്തിയാല്‍ പ്രത്യാവര്‍ത്തി ധാരയുടെ രണ്ടു പകുതിയേയും നേര്‍ ധാരയായി പരിവര്‍ത്തനം ചെയ്യാനാകും; ഇതാണ് പൂര്‍ണ-തരംഗ ഏകദിശാകരണം (full-wave rectification) എന്നറിയപ്പെടുന്നത്.
അര്‍ധചാലക ഡയോഡുകള്‍ മറ്റ് ആവശ്യങ്ങള്‍ക്കായും ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്. ഒരു നിശ്ചിത വോള്‍ട്ടത ലഭ്യമാക്കാനായി പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നവയാണ് സെനെര്‍ ഡയോഡുകള്‍ (Zener diodes). ഡയോഡിലൂടെയുള്ള ധാരയുടെ അളവ്, ഒരു പരിധിക്കുള്ളിലാണെങ്കില്‍, അതെത്ര തന്നെയായിരുന്നാലും സെനര്‍ ഡയോഡിനു കുറകേ ഒരേ വോള്‍ട്ടത തന്നെ അനുഭവപ്പെടുന്ന രീതിയിലാണതിന്റെ നിര്‍മാണം. ഇതിനാല്‍ അവ വോള്‍ട്ടതാ ക്രമീകാരിയായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു.
മറ്റൊരിനമാണ് ഫോട്ടോഡയോഡ് എന്നറിയപ്പെടുന്നത്. പിന്നാക്ക ബയെസ് അവസ്ഥയിലുള്ള ഒരു "പി-എന്‍, ഡയോഡിന്റെ ജംഗ്ഷനില്‍ പ്രകാശം പതിച്ചാല്‍, പ്രസ്തുത പ്രകാശത്തിന്റെ അളവിന് ആനുപാതികമായ ഒരു ധാരയാവും ഡയോഡിലൂടെ പ്രവഹിക്കുക. പഞ്ച്ഡ് കാര്‍ഡ്, കംപ്യൂട്ടര്‍ ടേപ്പ് എന്നിവയിലെ ഡേറ്റാ വിവരങ്ങള്‍ മനസ്സിലാക്കാനുള്ള ഉപകരണങ്ങളില്‍ ഇത്തരം ഫോട്ടോഡയോഡുകള്‍ ഉപയോഗിക്കുക പതിവാണ്.
ഗാലിയം ആര്‍സെനൈഡ് ഫോസ്ഫൈഡ് (GaAsP) പദാര്‍ഥം കൊണ്ടാണ് അര്‍ധചാലക ഡയോഡ് നിര്‍മിച്ചതെങ്കില്‍ അതിന്റെ മുന്നാക്ക ബയെസ് അവസ്ഥയില്‍ അതിലൂടെ വൈദ്യുതി പ്രവഹിക്കുമ്പോള്‍ അതിലെ പി - എന്‍ ജംഗ്ഷന്‍ ചുമപ്പ്/മഞ്ഞ/പച്ച എന്നീ നിറത്തിലുള്ള പ്രകാശ രശ്മികള്‍ ഉത്സര്‍ജിപ്പിക്കുന്നു; ഇതാണ് എല്‍ഇഡി അഥവാ ലൈറ്റ് എമിറ്റിങ് ഡയോഡുകള്‍. ഡിസ് പ്ലേ പാനലുകളിലെ അക്കങ്ങള്‍ നിര്‍മിക്കാന്‍ ഇത്തരം എല്‍ഇഡികള്‍ പ്രയോജനപ്പെടുന്നു.
