వాటి విద్యుత్ లక్షణాలను బట్టి, పదార్థాలను కండక్టర్లుగా వర్గీకరిస్తారు, సెమీకండక్టర్స్ , మరియు అవాహకాలు. కండక్టర్లు అంటే విద్యుత్తును సులభంగా నిర్వహించగల పదార్థాలు. దీనికి విరుద్ధంగా, విద్యుత్తును నిర్వహించలేని పదార్థాలను అవాహకాలుగా వర్గీకరించారు. సెమీకండక్టర్ పదార్థాల లక్షణాలు కండక్టర్లు మరియు అవాహకాల మధ్య ఉంటాయి. అవాహకాలతో పనిచేసేటప్పుడు, పరిశోధకులు ఒక నిర్దిష్ట మొత్తంలో విద్యుత్తును ప్రయోగించినప్పుడు కండక్టర్‌గా ప్రవర్తించేలా ఇన్సులేటర్ పదార్థాన్ని తయారు చేయవచ్చని పరిశోధకులు గమనించారు. ఈ దృగ్విషయానికి బ్రేక్డౌన్ అని పేరు పెట్టారు మరియు ఇది సంభవించే కనీస వోల్టేజ్ను బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ అంటారు. ఈ వోల్టేజ్ స్థాయిలు వేర్వేరు పదార్థాలకు భిన్నంగా ఉంటాయి మరియు వాటి భౌతిక లక్షణాలపై కూడా ఆధారపడి ఉంటాయి.
బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ అంటే ఏమిటి?
బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ ఇన్సులేటర్ పదార్థాల లక్షణం. అవాహకం కండక్టర్‌గా ప్రవర్తించడం మరియు విద్యుత్తును నిర్వహించడం ప్రారంభించే కనీస వోల్టేజ్ స్థాయిని 'బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్' అని పిలుస్తారు. దీనిని పదార్థం యొక్క విద్యుద్వాహక శక్తి అని కూడా అంటారు.
యొక్క కండక్షన్ విద్యుత్ పదార్థాలలో మొబైల్ విద్యుత్ ఛార్జీలు ఉన్నప్పుడు మాత్రమే సాధ్యమవుతుంది. అవాహకాలు విద్యుత్తును నిర్వహించలేవు ఎందుకంటే వాటిలో ఉచిత మొబైల్ ఎలక్ట్రిక్ ఛార్జీలు లేవు. అవాహకం అంతటా సంభావ్య వ్యత్యాసం వర్తించినప్పుడు, అది విద్యుత్తును నిర్వహించదు.
అనువర్తిత సంభావ్య వ్యత్యాసం యొక్క విలువ కొన్ని స్థాయిలకు మించి పెరిగినప్పుడు కొన్ని ఎలక్ట్రాన్ జతలు విచ్ఛిన్నమవుతాయి మరియు పదార్థంలో అయనీకరణ ప్రక్రియ ప్రారంభమవుతుంది. ఇది ఉచిత మొబైల్ ఎలక్ట్రాన్ల ఏర్పాటుకు దారితీస్తుంది. ఈ మొబైల్ ఛార్జీలు సానుకూల ముగింపు నుండి ప్రతికూల ముగింపు వైపు విద్యుత్ ప్రవాహానికి కారణమవుతాయి.
అందువలన, అవాహకం విద్యుత్తును నిర్వహించడం ప్రారంభిస్తుంది మరియు కండక్టర్‌గా ప్రవర్తిస్తుంది. ఈ ప్రక్రియను పదార్థం యొక్క ఎలక్ట్రికల్ బ్రేక్డౌన్ అని పిలుస్తారు మరియు ఈ దృగ్విషయం ప్రారంభమయ్యే కనీస వోల్టేజ్ను “పదార్థం యొక్క బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్” అంటారు. ఈ వోల్టేజ్ స్థాయి ఎలక్ట్రికల్ పరిచయాల మధ్య పదార్థ కూర్పు, ఆకారం, పరిమాణం మరియు పదార్థం యొక్క పొడవును బట్టి వివిధ రకాల పదార్థాలకు మారుతుంది. తయారీదారులు ఇచ్చిన పదార్థం యొక్క బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ విలువ సాధారణంగా సగటు బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ విలువ.
డయోడ్ బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్
డయోడ్లు సెమీకండక్టర్స్ మరియు వాటి విద్యుత్ లక్షణాలు కండక్టర్లు మరియు అవాహకాల మధ్య ఉంటాయి. జ పిఎన్ జంక్షన్ డయోడ్ P- రకం మరియు N- రకం పదార్థాన్ని ఉపయోగించి ఏర్పడుతుంది. పిఎన్ జంక్షన్ డయోడ్లు బ్యాండ్‌గ్యాప్‌ను కలిగి ఉంటాయి, దీని ద్వారా ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల మార్పిడి జరుగుతుంది. ఫార్వర్డ్ బయాస్ వర్తించినప్పుడు ఫార్వర్డ్ దిశలో ప్రస్తుత ప్రవాహాలు మరియు ప్రసరణ జరుగుతుంది. రివర్స్ బయాస్ వర్తించినప్పుడు ప్రసరణ జరగకూడదు. కానీ మైనారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్లు ఉండటం వల్ల, లీకేజ్ కరెంట్ అని పిలువబడే డయోడ్ ద్వారా చిన్న రివర్స్ కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది.
రివర్స్ కరెంట్ ప్రవాహం కారణంగా జంక్షన్ అవరోధం యొక్క వెడల్పు పెరుగుతుంది. ఈ అనువర్తిత రివర్స్ బయాస్ వోల్టేజ్ ఒక నిర్దిష్ట సమయంలో క్రమంగా పెరిగినప్పుడు రివర్స్ కరెంట్‌లో వేగంగా పెరుగుదల గమనించవచ్చు. దీనిని జంక్షన్ బ్రేక్డౌన్ అంటారు. ఈ సమయంలో సంబంధిత అనువర్తిత రివర్స్ వోల్టేజ్ అంటారు పిఎన్ జంక్షన్ డయోడ్ యొక్క బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ . దీనిని కూడా అంటారు రివర్స్ బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ .
రివర్స్-బయాస్డ్-పిఎన్-జంక్షన్-డయోడ్
డయోడ్ యొక్క బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ను నిర్ణయించడానికి అవసరమైన అంశం దాని డోపింగ్ ఏకాగ్రత. ఈ వోల్టేజ్ స్థాయిని మించి డయోడ్ యొక్క లీకేజ్ కరెంట్‌లో ఘాతాంక పెరుగుదలకు కారణమవుతుంది. డయోడ్ విచ్ఛిన్నం అయినప్పుడు, వేడెక్కడం గమనించవచ్చు. కాబట్టి, రివర్స్ వోల్టేజ్‌లతో పనిచేసేటప్పుడు హీట్ సింక్‌లు మరియు బాహ్య రెసిస్టర్‌లు ఉపయోగించబడతాయి.
జెనర్ డయోడ్ యొక్క బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్
లో జెనర్ డయోడ్లు ప్రాథమిక బిల్డింగ్ బ్లాక్‌లుగా ఉపయోగించబడతాయి ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్లు . ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్‌లకు రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ను అందించడానికి ఇవి ప్రాచుర్యం పొందాయి. అవి డయోడ్ యొక్క విచ్ఛిన్న ప్రాంతాలలో పని చేయడానికి రూపొందించబడ్డాయి.
జెనర్ డయోడ్లు రివర్స్-బయాస్డ్ ప్రాంతాలలో విశ్వసనీయంగా పనిచేయగల భారీ డయోడ్లు. జెనర్ ప్రభావం కారణంగా ఇక్కడ విచ్ఛిన్నం జరుగుతుంది. రివర్స్-బయాస్డ్ యొక్క విద్యుత్ క్షేత్రం ఉన్నప్పుడు జెనర్ ప్రభావంలో పి-ఎన్ డయోడ్ పెరుగుతుంది, ప్రసరణ బ్యాండ్‌లోకి వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్ల సొరంగం జరుగుతుంది. ఇది మైనారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల పెరుగుదలకు దారితీస్తుంది, తద్వారా రివర్స్ కరెంట్ పెరుగుతుంది. ఈ దృగ్విషయాన్ని జెనర్ ప్రభావం అని పిలుస్తారు మరియు ఈ దృగ్విషయం ప్రారంభమయ్యే కనీస వోల్టేజ్ అంటారు జెనర్ బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్.
హిమపాతం విచ్ఛిన్నం
హిమపాతం ప్రభావం కారణంగా తేలికగా డోప్డ్ డయోడ్ విచ్ఛిన్నం జరుగుతుంది. ఇక్కడ హిమపాతం ప్రభావంలో, పెరిగిన విద్యుత్తు కారణంగా డయోడ్ రివర్స్ బయాస్‌లో పనిచేసినప్పుడు, మైనారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్లు గతి శక్తిని పొందుతాయి మరియు ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలతో ides ీకొంటాయి, తద్వారా వాటి సమయోజనీయ బంధాన్ని విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది మరియు కొత్త మొబైల్ ఛార్జ్ క్యారియర్‌లను సృష్టిస్తుంది. మైనారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల సంఖ్యలో ఈ పెరుగుదల రివర్స్ కరెంట్ పెరుగుదలకు దారితీస్తుంది. ఇక్కడ, బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ అంటారు హిమపాతం విచ్ఛిన్నం వోల్టేజ్ .
బ్రేక్డౌన్-ఇన్-జెనర్-డయోడ్
సాధారణంగా లభించే బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ జెనర్ డయోడ్ 1.2V నుండి 200V మధ్య మారుతూ ఉంటుంది. జెనర్ డయోడ్ నియంత్రిత విచ్ఛిన్నతను ప్రదర్శిస్తుంది మరియు ప్రస్తుతాన్ని పరిమితం చేయడానికి బాహ్య సర్క్యూట్రీ అవసరం లేదు. హిమసంపాత విచ్ఛిన్నంతో డయోడ్ యొక్క V-I లక్షణాలు క్రమంగా పెరుగుతాయి, అయితే జెనర్ విచ్ఛిన్నంతో డయోడ్ కోసం V-I లక్షణాలు పదునైనవి.
ఘనాలు, ద్రవాలు మరియు వాయువులలో విచ్ఛిన్నం
ఘనపదార్థాలతో పాటు, అనేక వాయువులు మరియు ద్రవాలు కూడా అవాహకం లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు విచ్ఛిన్న దృగ్విషయానికి లోనవుతాయి. గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద సిలికాన్ యొక్క కనీస విద్యుద్వాహక బలాన్ని క్రింది సూత్రాన్ని ఉపయోగించి లెక్కించవచ్చు.
ఇbr| = (12 × 105) / (3-లాగ్ (ఎన్ / 1016)) వి / సెం
ప్రామాణిక వాతావరణ పీడన పరిస్థితులలో గాలి కూడా అవాహకం వలె పనిచేస్తుంది. వోల్టేజ్ 3.0kv / mm మించి పెరిగినప్పుడు ఇది విచ్ఛిన్నం అవుతుంది. వాయువుల బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్లను ఉపయోగించి లెక్కించవచ్చు పాస్చెన్ చట్టం . పాక్షిక వాక్యూమ్ పరిస్థితులలో గాలి విచ్ఛిన్నం వోల్టేజ్ తగ్గుతుంది. గాలి విచ్ఛిన్న మెరుపులకు గురైనప్పుడు, స్పార్కింగ్ సంభవిస్తుంది. ఈ వోల్టేజ్లను స్ట్రైకింగ్ వోల్టేజ్‌లు అని కూడా అంటారు.
ది ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఆయిల్ యొక్క బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ దీనిని డైఎలెక్ట్రిక్ బలం అని కూడా అంటారు. ఇది రెండు ఎలక్ట్రోడ్ల మధ్య స్పార్క్‌లను గమనించే వోల్టేజ్ విలువ, ఇవి ఖాళీతో వేరు చేయబడి ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఆయిల్‌లో మునిగిపోతాయి. నూనెలో తేమ లేదా ఇతర వాహక పదార్థాలు ఉన్నప్పుడు, బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ యొక్క తక్కువ విలువలు గమనించబడతాయి. ఆదర్శ ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఆయిల్ యొక్క కనీస విద్యుద్వాహక బలం 30 కెవి.
కరెంట్‌ను తీసుకువెళ్ళే కేబుళ్లలో కూడా విచ్ఛిన్నం గమనించవచ్చు. కేబుల్ యొక్క బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ దాని చుట్టూ తేమ ఉండటం, వోల్టేజ్ వర్తించే సమయం మరియు కేబుల్స్ యొక్క పని ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది. A యొక్క కనీస విచ్ఛిన్న వోల్టేజ్ ఎంత? జెనర్ డయోడ్ ?
