செனார் டையோடு

செனார் டையோடு

செனார் டையோடு என்பது அதிக அளவு மாசூட்டப்பட்டுப் பின்னோக்குச் சார்பில் செயல்படுத்தப்படும் சிலிக்கான் டையோடு ஆகும். இதனைக் கண்டுபிடித்த C. செனார் என்பவரின் பெயரினால் இது அழைக்கப்படுகிறது. இது முறிவுப் பகுதியில் செயலாற்றும் வகையில் சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. சிலிக்கான் டையோடுகளில் முறிவு மின்னழுத்தம் 20 முதல் 1000 V வரையிலான நெடுக்கத்தில் அமையுமாறு மாசூட்டல் அளவானது மாற்றி அமைக்கப்படுகிறது.

முன்பகுதியில் விளக்கியவாறு பின்னோக்குத் மின்னழுத்தத்தால் இயக்கமில்லாப் பகுதியில் ஏற்படுத்தப்படும் வலிமையான மின் புலமானது சகப் பிணைப்பை முறிப்பதால் செனார் முறிவு ஏற்படுகிறது. இதனால் மிக அதிக அளவில் உருவாக்கப்படும் எலக்ட்ரான்களும் துளைகளும் பின்னோக்குத் தெவிட்டிய மின்னோட்டத்தை உண்டாக்குகின்றன. இந்த மின்னோட்டமானது, புறமின்தடை மற்றும் டையோடினால் பயன்படுத்தப்படும் திறன் ஆகிய இரண்டினாலும் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. படம் 9.19 (அ) மற்றும் 9.19 (ஆ ) இல் முறையே செனார் டையோடு மற்றும் மின்சுற்றுக் குறியீடு ஆகியவை காட்டப்பட்டுள்ளன.

இது சாதாரண p-n சந்தி டையோடினைப் போலவே அமையும் ஆனால் கேதோடு மின் வாயானது ஆங்கில எழுத்து ‘Z ’வடிவில் அமையும்: அம்புக்குறியானது மரபு மின்னோட்டத்தின் திசையைக் குறிக்கும். படம் 9.19(அ) இல் உள்ள கருப்பு வளையம் கேதோடு மின்வாயைக் குறிக்கிறது.

படம் 9.19 செனார் டையோடு (அ) வணிக ரீதியான படம் (ஆ) மின்சுற்று குறியீடு

1. செனார் டையோடின் V –  I சிறப்பியல்புகள்

செனார் டையோடின் முன்னோக்கு மற்றும் பின்னோக்குச் சிறப்பியல்புகளை அறிவதற்கான மின் சுற்றுகள் படம் 9.20 (அ ) மற்றும் 9.20 (ஆ) இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. 9.20 (இ) இல் செனார் டையோடின் சிறப்பியல்பு காட்டப்பட்டுள்ளது. செனார் டையோடின் முன்னோக்குச் சார்பு சிறப்பியல்பு சாதாரண p-n சந்தி டையோடினை போன்றே அமைகிறது. இது தோராயமாக 0.7 V மின்னழுத்தத்தில் மின்னோட்டத்தைக் கடத்தத் தொடங்குகிறது. எனினும், செனார் டையோடின் பின்னோக்குச் சிறப்பியல்பு மிகவும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது. பின்னோக்கு மின்னழுத்தத்தை அதிகரிக்க பொதுவாக மிகச்சிறிய அளவு பின்னோக்கு மின்னோட்டம் உருவாக்கப்படும். ஆனால், செனார் டையோடில் பின்னோக்கு மின்னழுத்தத்தை முறிவு மின்னழுத்திற்கு சமமான அளவுக்கு உயர்த்தும் போது மின்னோட்ட உயர்வு மிக அதிகமாக இருக்கும். முறிவுப்பகுதி முழுவதும் மின்னழுத்தமானது பெரும்பாலும் மாறிலியாகவே அமையும். படம் 9.20 (இ) இல் I_{Z(சிறுமம்)} ம்ம் ஆனது பெரும பின்னோக்கு மின்னோட்டத்தை குறிக்கிறது.

பின்னோக்கு மின்னோட்டம் மேலும் அதிகரிக்கும் போது, டையோடானது சேதமடையும். பின்னோக்குச் சிறப்பியல்பின் முக்கிய பண்புகள் V_z -> செனார் முறிவு மின்னழுத்தம் I_{Z(சிறுமம்)} -> முறிவுக்குறிய சிறும மின்னோட்டம்

படம் 9.20 செனார் டையோடு (அ) முன்னோக்குச் சார்பு (ஆ) பின்னோக்குச் சார்பு (இ) V-1 சிறப்பியல்பு

I_{Z(சிறுமம்)} -> பெரும் பெரும் திறன் இழப்பினால் கட்டுப்படுத்தப்படும் பெரும் மின்னோட்டம் ஆகியவை.

பின்னோக்குச் சார்பில் செயல்படுத்தப்படும் செனார் டையோடானது V.ஐ விட அதிக மின்னழுத்தத்தையும் I (பெருமம்) ஐவிட குறைவானமின்னோட்டத்தையும் கொண்டிருக்கும். பின்னோக்குச் சிறப்பியல்பானது உண்மையான செங்குத்துக் கோடு அல்ல. இதன் பொருள் டையோடானது மிகச்சிறிய அளவு செனார் இயக்க மின்னெதிர்ப்பைக் கொண்டிருத்தலே ஆகும். செனார் மின்தடை என்பது, சிறப்பியல்பின் முறிவுப் பகுதியில் வரையப்படும் சாய்வின் தலைகீழ் மதிப்பாகும். இதன்பொருள் செனார் மின்னோட்டம் அதிகரிக்கும்போது பின்னோக்கு மின்னழுத்தம் மிகச்சிறிய அளவே அதிகரிக்கும் என்பதாகும். எனினும், இதனைப் புறக்கணிக்கலாம். நல்லியல்பு செனார் டையோடு முறிவுப் பகுதியில் நுழையும் போது அதன் மின்னழுத்தத்தில் மாற்றம் இருக்காது. அதாவது I_Z, கணிசமாக உயர்ந்தாலும் V_Z, ஆனது பெரும்பாலும் மாறிலியாகவே அமையும்.

குறிப்பு

செனார் டையோடு முறிவுப் பகுதியில் நுழைவதற்கு முன்பு  அளிக்கப்படும் பெருமமின்னழுத்தம் பெரும் பின்னோக்கு சார்பு மின்னழுத்தம் எனப்படும். வணிக ரீதியாக இது PIV அளவீடு எனப்படும்.

பயன்பாடுகள்

1. மின்னழுத்த கட்டுப்படுத்தியாகவும்

2. மின்னழுத்தங்கள் அளவிடும் கருவியாகவும்

3. சார்புபடுத்தும் மின்சுற்று வலைகளில் குறிப்பு மின்னழுத்தத்தை அளிக்கவும்

4. எதிர்பாராத விதமாக அளிக்கப்படும் அதிகப்படியான மின்னழுத்தங்களினால் கருவிகள் பழுதடையாமல் இருக்கவும் செனார் டையோடு பயன்படுத்தப்படுகிறது.

2. செனார் டையோடு ஒரு மின்னழுத்த கட்டுப்படுத்தியாகச் செயல்படுதல்:

முறிவுப் பகுதியில் செயல்படும் ஒரு செனார் டையோடு மின்னழுத்த கட்டுப்படுத்தியாகச் செயல்படுகிறது. உள்ளீடு மின்னழுத்தம் V₁ அல்லது பளு மின்னோட்டம் I₁, ஆகியவை மாறினாலும் கூட மாறாத வெளியீடு மின்னழுத்தத்தை இது அளிக்கிறது. இதற்காகப் பயன்படும் மின்சுற்று படம் 9.21 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. இந்த மின்சுற்றில் செனார் டையோடு மூலம், உள்ளீடு மின்னழுத்தம் V_i ஆனது V_z (செனார் மின்னழுத்தம்) என்னும் மாறாத மின்னழுத்தமாக வெளியீட்டில் கிடைக்கிறது. இது V₀ என்றும் குறிக்கப்படுகிறது. உள்ளீடு மின்னழுத்தம் V_z க்கு குறைவாக மாறும் வரை, வெளியீடு மின்னழுத்தம் மாறிலியாக நிலை நிறுத்தப்படுகிறது.

படம் 9.21 செனார் டையோடின் மூலம் மின்னழுத்தம் கட்டுப்டுத்துதலை அறிய உதவும் மின்சுற்று

டையோடின் குறுக்கே V_z ஐ விட அதிகமாக மின்னழுத்தம் உருவாகும் போது, டையோடானது முறிவுப்பகுதிக்கு நுழையும். இது தொடர் மின்தடை R₈ வழியாக ஓரளவு அதிகமான மின்னோட்டத்தைக் கடத்தும். R₈ வழியாக பாயும் மொத்த மின்னோட்டம் I ஆனது டையோடு மின்னோட்டம் I_Z மற்றும் பளு மின்னோட்டம் I_L, ஆகியவற்றின் கூடுதலாகும் (I =I_Z+I_L) இந்த மொத்த மின்னோட்டமானது பெரும் செனார் மின்னோட்டத்தைவிடக் குறைவாகத்தான் இருக்கும் என்பதை இங்குக் கவனிக்க வேண்டும்.

இங்கு எல்லா நிலைகளிலும் V₀ = V_Z ஆகும். இவ்வாறு வெளியீடு மின்னழுத்தம் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

எடுத்துக்காட்டு 9.3

பளு மின்தடை 1 k0 ஆக இருக்கும் போது செனார் டையோடு வழியாக பாயும் மின்னோட்டத்தைக் கணக்கிடுக (இங்கு டையோடு நல்லியல்பு கொண்டது எனக் கருத வேண்டும்).

தீர்வு

AB யின் குறுக்கே மின்னழுத்தம் V_Z = 9V

Rன் குறுக்கே மின்னழுத்த இறக்கம் = 15-9=6V

எனவே R ன் வழியே பாயும் மின்னோட்டம்

I = 8/1X10³ = 6mA

பளு மின்தடைக்குக் குறுக்கே மின்னழுத்தம் V_AB =9V

பளு மின்தடை வழியே பாயும் மின்னோட்டம்

செனார் டையோடு வழியே பாயும் மின்னோட்டம்

I_Z = I - I_L =6Ma - 4.5mA =1.5 mA