পিএন জাংশন সেমিকন্ডাক্টর ডায়োডের ফরোয়ার্ড ও রিভার্স বৈশিষ্ট্যসূচক কার্ভ নিরুপন ক্লাসটি ইলেক্ট্রিকাল সার্কিট-২, ৬৬৭৩১ [Electrical Ciircuit – 2, 66731 ] কোর্সের অংশ | পিএন জাংশন সেমিকন্ডাক্টর ডায়োডের ফরোয়ার্ড ও রিভার্স বৈশিষ্ট্যসূচক কার্ভ নিরুপন [ Determine the forward and reverse characteristic curves of PN junction semiconductor diodes ] এর উপায় দেখানো হয়েছে এই ভিডিওটিতে।
পিএন জাংশন সেমিকন্ডাক্টর ডায়োডের ফরোয়ার্ড ও রিভার্স বৈশিষ্ট্যসূচক কার্ভ নিরুপন
একটি পি–এন সংযোগ (p-n junction) গঠিত হয় একটি পি-ধরনের এবং একটি এন-ধরনের অর্ধপরিবাহীর সংযোগস্থলে। অর্ধপরিবাহীর একটি একক ক্রিস্টাল ডোপায়নের মাধ্যমে পাশাপাশি একটি পি- এবং একটি এন-ধরনের অর্ধপরিবাহী তৈরি করা হলে, এদের সংযোগস্থলে পি–এন সংযোগের সৃষ্টি হয়। দুটি বিচ্ছিন্ন পি এবং এন টুকরার মাধ্যমে পি–এন সংযোগ তৈরি করা হয় না কারণ, এক্ষেত্রে এদের সংযোগস্থলে একটা গ্রেইন অঞ্চলের তৈরি হয় যা পি–এন সংযোগের বৈশিষ্টাবলীকে বাধাগ্রস্থ করে।
এজন্য পি–এন সংযোগগুলো তৈরি করা হয় একটি অর্ধপরিবাহীর একক ক্রিস্টালে ডোপিং-এর মাধ্যমে, যেমন আয়ন ইমপ্ল্যান্টেশন, ডোপেন্টের ব্যাপন, বা এপিট্যাক্সি (একধরনের ডোপায়িত ক্রিস্টালের একটি স্তরের উপর অন্যধরনের ডোপায়িত ক্রিস্টালের অারেকটি স্তর সৃষ্টি করা) দিয়ে।
প্রায় সবধরনের অর্ধপরিবাহী যন্ত্রাংশ, যেমন ডায়োড, ট্রানজিস্টর, সৌর কোষ, লাইট-এমিটিং ডায়োড এবং ইন্টিগ্রেটেড বর্তনী পি–এন সংযোগ দিয়ে তৈরি। এসব যন্ত্রাংশে পি–এন সংযোগ হলো সক্রিয় অঞ্চল যেখানে যন্ত্রের ইলেকট্রনিক কর্মকাণ্ড অনুষ্ঠিত হয়। যেমন, একটি সাধারণ এন–পি–এন বা পি-এন-পি বাইপোলার সংযোগ ট্রানজিস্টরে ২টি পি–এন সংযোগ সিরিজে থাকে।
আমেরিকার বেল গবেষণাগারের পদার্থবিজ্ঞানী রাসেল ওহলে পি–এন সংযোগ আবিষ্কার করেন। একটি পি- বা এন-ধরনের অর্ধপরিবাহীর সাথে একটি ধাতুর সংযোগস্থল হচ্ছে একটি বিশেষ ধরনের সংযোগ যা শটকি সংযোগ নামে পরিচিত।
সাধারণত, পি–এন সংযোগ একটি একক ক্রিস্টাল থেকে প্রস্তুত করা হয়। এই ক্রিস্টাল দুটি ভিন্ন ধরনের ডোপেন্টের ব্যাপন প্রকৃয়ার মাধ্যমে পাশাপাশি একটি পি- এবং একটি এন-ধরনের অর্ধপরিবাহী তৈরি করা হলে এদের সংযোগস্থলে পি–এন সংযোগের সৃষ্টি হয়। তবে খরচ কমানোর জন্য সৌর কোষের ক্ষেত্রে পলিক্রিস্টালাইন সিলিকন প্রায়ই ব্যবহৃত হয় যদিও এর কর্মদক্ষতা কম।
পি–এন সংযোগের কিছু অাকর্ষনীয় বৈশিষ্ট্য আছে যা আধুনিক ইলেকট্রনিক্সে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। একটি পি-ধরনের অর্ধপরিবাহীর তড়িত্ পরিবাহিতা তুলনামুলকভাবে বেশ ভালো। একইভাবে, একটি এন-ধরনের অর্ধপরিবাহীর পরিবাহীতাও বেশ ভাল। কিন্তু বিভব পাথ্যক্যের তারতম্যের কারণে এদের মধ্যকার সংযোগস্থলে আধান পরিবাহির শুন্যতা ও হোল বিহীন একটি অপরিবাহী অঞ্চল তৈরি হতে পারে।
পি এবং এন অঞ্চলের বিভবপার্থক্য তৈরি করে এই অপরিবাহী অঞ্চলটিকে ছোট-বড় করা যায়। এভাবে অপরিবাহী অঞ্চলকে নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে তড়িত্প্রবাহকেও নিয়ন্ত্রণ করা যায়। এই ধম্কে নিয়ন্ত্রণ করেই আসলে ডায়ড প্রস্তুত করা হয়। সারকিটে ডায়ড তড়িত্ প্রবাহ কে একমুখী করে।তড়িত্ যখন সম্মুখে প্রবাহিত হতে পারে তাকে সমুখী বায়াস বলে, আর বিপরীত দিকের প্রবাহে বাধা দেয়ার প্রক্রিয়াকে বিপরিতমুখি বায়াস বলে। এখানে বায়াস বলতে পি–এন সংযোগে বিভবের ব্যভারকে বঝানো হয়ে থাকে।
পিএন জাংশন সেমিকন্ডাক্টর ডায়োডের ফরোয়ার্ড ও রিভার্স বৈশিষ্ট্যসূচক কার্ভ নিরুপন নিয়ে বিস্তারিত :