PN சந்தி டையோடின் மின்னழுத்த வேறுபாடு மற்றும் மின்னோட்டம் இடையேயான பண்புவரைகோடுகளை ஆராய்தல்

PN சந்தி டையோடின் மின்னழுத்த வேறுபாடு மற்றும் மின்னோட்டம் இடையேயான பண்புவரைகோடுகளை ஆராய்தல்

நோக்கம்

PN சந்தி டையோடின் மின்னழுத்த வேறுபாடு மற்றும் மின்னோட்டம் இடையேயான பண்பு வரைகோடுகள் (Characteristic curves) வரைந்து, அதிலிருந்து வளைவுப்புள்ளி மின்னழுத்த வேறுபாடு (Knee voltage) மற்றும் முன்னோக்குச் சார்பு மின்தடை ஆகியவற்றைக் கண்டறிதல்.

தேவையான கருவிகள் 

PN சந்தி டையோடு (IN 4007), மாறுபாட்டு DC மின்மூலம், மில்லி அம்மீட்டர்,மைக்ரோ அம்மீட்டர், வோல்ட் மீட்டர், மின்தடை மற்றும் இணைப்புக் கம்பிகள்.

வாய்ப்பாடு

இங்கு, R_Fà டையோடின் முன்னோக்கு மின்தடை(Ω)

∆V_Fà முன்னோக்கு மின்னழுத்த வேறுபாட்டில் உள்ள மாறுதல் (V)

∆I_Fàமுன்னோக்கு மின்னோட்ட மாறுதல் (mA)

மின் சுற்று

படம் (அ) PN சந்திடையோடு மற்றும் அதன் குறியீடு (வெள்ளி நிற வளையம் டையோடின் எதிர் மின்வாயைக் குறிக்கிறது )

படம் (ஆ) முன்னோக்கு சார்பில் PN சந்திடையோடு

படம் (இ) பின்னோக்கு சார்பில் PN சந்திடையோடு

முன் எச்சரிக்கை

PN சந்தி டையோடு, அம்மீட்டர், வோல்ட்மீட்டர் மற்றும் DC மின்மூலம் ஆகியவை சரியான முனைகளில் கவனமாக இணைக்கப்பட வேண்டும்.

செய்முறை

1. முன்னோக்குச் சார்பு பண்பு வரைகோடு:

• முன்னோக்குச் சார்பில், PN சந்தி டையோடின் P - பகுதி DC மின்மூலத்தின் நேர்மின் முனையிலும், N-பகுதி எதிர்மின் முனையிலும் இணைக்கப்படுகின்றன.

• மின் சுற்றில் உள்ளபடி இணைப்புகள் தரப்படுகின்றன.

• மாறுபடு DC மின்மூலத்தின் உதவியால், டையோடிற்கு குறுக்கே உள்ள மின்னழுத்த வேறுபாடுமாற்றப்படுகிறது.

• கொடுக்கப்படும் முன்னோக்கு மின்னழுத்த வேறுபாடானது (V_F), 0.1V-இல் இருந்து 0.8V வரை 0.1V-இன் படிகளில் அதிகரிக்கப்படுகிறது. டையோடு வழியே செல்லும் முன்னோக்கு மின்னோட்டம் (I_F ) ஆனது மில்லி அம்மீட்டரில் இருந்து குறித்துக் கொள்ளப்படுகிறது. அளவீடுகள் அட்டவணைப் படுத்தப்படுகின்றன.

• முன்னோக்கு மின்னழுத்த வேறுபாடு மற்றும் முன்னோக்கு மின்னோட்டம் ஆகியவைநேர்க்குறியாக கொள்ளப்படுகின்றன.

• மின்னழுத்த வேறுபாட்டை X - அச்சிலும், மின்னோட்டத்தை Y-அச்சிலும் கொண்டு வரைபடம்ஒன்று வரையப்படுகிறது. இது முன்னோக்குச் சார்பு பண்பு வரைகோடு எனப்படுகிறது.

• முன்னோக்குச் சார்பு பண்பு வரைகோட்டில் புள்ளியிடப்பட்ட கோட்டினால் குறிக்கப்படும் மின்னழுத்த வேறுபாடு, டையோடின் வளைவுப்புள்ளி அல்லது பயன் தொடக்க அல்லது இயங்கு நிலை தொடக்க மின்னழுத்த வேறுபாட்டைக் தருகிறது.

• முன்னோக்குச் சார்பு வரைகோட்டின் நேர்க்கோட்டு பகுதியில் இருந்து கணக்கிடப்படும் சாய்வின் தலைகீழ் மதிப்பு, டையோடின் முன்னோக்கு மின்தடையைத் தருகிறது.

2. பின்னோக்குச் சார்பு பண்பு வரைகோடு:

• பின்னோக்குச் சார்பில், DC மின்மூலத்தின் முனைகள் மாற்றப்படுகின்றன. அதாவது டையோடின் P-பகுதி எதிர்மின் முனையுடனும், N-பகுதி நேர்மின் முனையுடன் இணைக்கப்படுகின்றன.

• மின்சுற்றில் உள்ளவாறு மின் இணைப்புகள் கொடுக்கப்படுகின்றன.

• மாறுபாட்டு DC மின்மூலத்தின் உதவியால், டையோடிற்கு குறுக்கே உள்ள மின்னழுத்த வேறுபாடு மாற்றப்படுகிறது.

• கொடுக்கப்படும் பின்னோக்கு மின்னழுத்த வேறுபாடானது (V_R) 1V-இல் இருந்து 5V வரை 1V-இன் படிகளில் அதிகரிக்கப்படுகிறது. பின்னோக்கு சார்பு மின்னோட்டம் (I_R), மைக்ரோ அம்மீட்டர் மூலம் அளவிடப்படுகிறது. அளவீடுகள் அட்டவணைப் படுத்தப்படுகின்றன.

• பின்னோக்கு மின்னழுத்த வேறுபாடு மற்றும் பின்னோக்கு மின்னோட்டம் ஆகியவை எதிர்க்குறியாக மறையாக கொள்ளப்படும்.

• பின்னோக்கு மின்னழுத்த வேறுபாட்டை எதிர்மறை X - அச்சிலும், பின்னோக்கு மின்னோட்டத்தை எதிர்மறை Y- அச்சிலும் கொண்டு வரைப்படம் வரையப்படுகிறது. இது பின்னோக்குச் சார்பு பண்பு வரைகோடு எனப்படும்.

காட்சிப்பதிவுகள்

அட்டவணை 1

முன்னோக்குச் சார்பு பண்பு வரைகோடு:

அட்டவணை 2:

பின்னோக்குச் சார்பு பண்பு வரைகோடு:

கணக்கீடு

i. முன்னோக்கு மின்தடை R_F =

ii. வளைவுப்புள்ளி மின்னழுத்த வேறுபாடு =

முடிவு

PN சந்தி டையோடில் மின்னழுத்த வேறுபாடு மற்றும் மின்னோட்டம் இடையேயான பண்பு வரைகோடுகள் வரையப்பட்டன.

i) PN சந்தி டையோடின் வளைவுப் புள்ளி மின்னழுத்த வேறுபாடு = ________V

ii) PN சந்தி டையோடின் முன்னோக்குச் சார்பு மின்தடை = _________ Ω

செய்முறை குறிப்புகள்

• DC மின்மூலத்தின் மின்னழுத்த வேறுபாடானது குறிப்பிட்ட நெடுக்கங்களில் மட்டுமே முன்னோக்குச் சார்பிலும் (0 – 2V), பின்னோக்குச் சார்பிலும் (0 – 15V) அதிகரிக்கப் படவேண்டும். முன்னோக்குச் சார்பு மிகக் குறைந்த மின்தடையை ஏற்படுத்தும் என்பதால், பாதுகாப்பு காரணங்களுக்கு 470 Ω மதிப்புள்ள புற மின்தடையை சுற்றில் இணைக்க வேண்டும்.

• மேற்குறிய நெடுக்கத்திற்கு மாறாக, மின்னழுத்த வேறுபாடுகள் அதிகரித்தால் மின்தடை அல்லது டையோடு பாதிப்படையும்.

• முன்னோக்குச் சார்பில், கொடுக்கப்படும் மின்னழுத்த வேறுபாடானது சந்தி அல்லது வளைவுப்புள்ளி மின்னழுத்த வேறுபாட்டை (தோராயமாக 0.7V) விட அதிகரிக்கும் வரை, டையோடில் ஏறத்தாழ சுழி மின்னோட்டமே ஏற்படும். வளைவுப்புள்ளி மின்னழுத்த வேறுபாட்டைக் கடந்த பிறகு, மின்னோட்டமானது அளிக்கப்படும் மின்னழுத்த வேறுபாட்டைப் பொருத்து அதிகரிக்கும்.

• முன்னோக்குச் சார்பில், டையோடிற்கு அளிக்கப்படும் மின்னழுத்த வேறுபாடானது பெரும் மதிப்பு 0.8 V வரை 0.1 V என்ற படிகளில் அதிகரிக்கப்பட்டு, பின் முன்னோக்குச் சார்பு மின்தடை கணக்கிடப்படுகிறது.

• பின்னோக்குச் சார்பில், மின்னழுத்த வேறுபாடானது பெரும மதிப்பு 5V வரை 1V என்ற படிகளில் அதிகரிக்கப்படுகிறது. இங்கு மின்னோட்டமானது மிகக் குறைவாக இருப்பதால், மைக்ரோ அம்மீட்டரைப் பயன்படுத்தி மின்னோட்டம் அளவிடப்படுகிறது. சிறுபான்மை மின்துகள்களின் ஓட்டத்தினால் உருவாகும் இந்த மின்னோட்டம், கசிவு மின்னோட்டம் என அழைக்கப்படுகிறது.