Junction Diodes and Rectifiers MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Junction Diodes and Rectifiers - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

Explanation:

विस्तृत समाधान:

ऊर्जा प्रवाह आरेख (Energy Flow Diagram) एक प्रकार का दृश्य उपकरण है जो किसी प्रणाली में ऊर्जा के प्रवाह को दर्शाने के लिए उपयोग किया जाता है। इस आरेख में विभिन्न ऊर्जा स्रोतों और उपयोगकर्ताओं के बीच ऊर्जा के प्रवाह को तीरों (arrows) के माध्यम से दर्शाया जाता है। तीर की चौड़ाई का मतलब आरेख में बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि यह ऊर्जा की मात्रा को दर्शाता है जो एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर अंतरित की जा रही है।

जब हम ऊर्जा प्रवाह आरेख की बात करते हैं, तो तीर की चौड़ाई का उपयोग यह दर्शाने के लिए किया जाता है कि कितनी ऊर्जा एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर प्रवाहित हो रही है। यह एक प्रकार का मापदंड है जो ऊर्जा प्रवाह की मात्रा को दर्शाता है। इस प्रकार, तीर की चौड़ाई जितनी अधिक होगी, ऊर्जा प्रवाह की मात्रा उतनी ही अधिक होगी।

उदाहरण के लिए, यदि एक ऊर्जा प्रवाह आरेख में किसी विशेष स्रोत से एक उपभोक्ता तक ऊर्जा प्रवाहित हो रही है, तो तीर की चौड़ाई उस ऊर्जा की मात्रा को दर्शाएगी जो उस स्रोत से उस उपभोक्ता तक प्रवाहित हो रही है। इस प्रकार, यह आरेख ऊर्जा के विभिन्न घटकों के बीच ऊर्जा के वितरण को स्पष्ट रूप से दिखाता है और यह समझने में मदद करता है कि ऊर्जा का उपयोग कैसे किया जा रहा है और कहाँ-कहाँ ऊर्जा की क्षति हो रही है।

अन्य विकल्पों का विश्लेषण:

अब हम अन्य विकल्पों का विश्लेषण करते हैं:

विकल्प 1: ऊर्जा प्रवाह की गति

यह विकल्प गलत है क्योंकि ऊर्जा प्रवाह आरेख में तीर की चौड़ाई ऊर्जा प्रवाह की गति को नहीं दर्शाती। ऊर्जा प्रवाह की गति को दर्शाने के लिए किसी अन्य प्रकार के मापदंड या प्रतीक का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन तीर की चौड़ाई इसका प्रतिनिधित्व नहीं करती।

विकल्प 2: प्रणाली की ऊर्जा दक्षता

यह विकल्प भी गलत है। तीर की चौड़ाई प्रणाली की ऊर्जा दक्षता को नहीं दर्शाती। ऊर्जा दक्षता को मापने के लिए अन्य मापदंडों का उपयोग किया जा सकता है, जैसे ऊर्जा आउटपुट और ऊर्जा इनपुट के अनुपात का मापन।

विकल्प 4: ऊर्जा स्रोत के तापमान

यह विकल्प भी गलत है। तीर की चौड़ाई ऊर्जा स्रोत के तापमान को नहीं दर्शाती। तापमान को मापने के लिए थर्मामीटर या अन्य तापमान मापने वाले उपकरणों का उपयोग किया जाता है।

निष्कर्ष:

ऊर्जा प्रवाह आरेख में तीर की चौड़ाई ऊर्जा की मात्रा को दर्शाती है जो एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर अंतरित की जा रही है। यह आरेख ऊर्जा प्रवाह के दृश्य प्रतिनिधित्व के रूप में कार्य करता है और यह समझने में मदद करता है कि ऊर्जा का उपयोग कैसे किया जा रहा है और कहाँ-कहाँ ऊर्जा की क्षति हो रही है। अन्य विकल्पों का विश्लेषण करने पर स्पष्ट होता है कि तीर की चौड़ाई ऊर्जा प्रवाह की गति, प्रणाली की ऊर्जा दक्षता या ऊर्जा स्रोत के तापमान को नहीं दर्शाती। इस प्रकार, सही उत्तर विकल्प 3: अंतरित की जा रही ऊर्जा की मात्रा है।

PN जंक्शन डायोड का कनेक्शन

एक डायोड को दो तरह से जोड़ा जा सकता है:

1.) अग्र अभिनति

एक डायोड को अग्र अभिनत कहा जाता है यदि बैटरी का धनात्मक टर्मिनल एनोड से जुड़ा हो और बैटरी का ऋणात्मक टर्मिनल कैथोड से जुड़ा हो।

अग्र अभिनत डायोड एक बंद स्विच की तरह काम करता है और धारा को अपने आप से गुजरने देता है।

2.) पश्च अभिनती

एक डायोड को पश्च अभिनत कहा जाता है यदि बैटरी का धनात्मक टर्मिनल कैथोड से जुड़ा हो और बैटरी का ऋणात्मक टर्मिनल एनोड से जुड़ा हो।

पश्च अभिनत डायोड धारा मार्ग को अवरुद्ध करता है और एक खुले स्विच के रूप में कार्य करता है।

अवधारणा:

एक ब्रिज दिष्टकारी दो प्रकार का होता है:

1) ब्रिज प्रकार का पूर्ण तरंग दिष्टकारी 

2) सेंटर-टैप पूर्ण तरंग दिष्टकारी 

एक ब्रिज प्रकार का पूर्ण तरंग दिष्टकारी में 4 डायोड होते हैं जैसा कि दिखाया गया है:

कार्यप्रणाली:

एक धनात्मक आधे चक्र के लिए, दो डायोड दिखाए गए अनुसार लघु परिपथ के रूप में कार्य करेंगे।

इसी तरह, एक ऋणात्मक आधे चक्र के लिए, अन्य दो डायोड लघु परिपथ होंगे जिसके परिणामस्वरूप पूर्ण-तरंग दिष्टकृत आउटपुट होगा।

सेंटर-टैप पूर्ण तरंग दिष्टकारी:

इसमें दिखाए गए अनुसार दो डायोड होते हैं:

1ϕ पूर्ण तरंग दिष्टकारी 

औसत आउटपुट वोल्टेज है:

\(V_{o(avg)}={2V_m\over \pi}\)

RMS आउटपुट वोल्टेज होता है:

\(V_{o(RMS)}={V_m\over \sqrt{2}}\)

अवधारणा:

• दिष्टकारी एक ऐसा उपकरण है जो एक प्रत्यावर्ती धारा को एक प्रत्यक्ष धारा में परिवर्तित करता है।
• p-n  संधि को एक दिष्टकारी के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है क्योंकि यह केवल एक दिशा में धारा प्रवाह की अनुमति देता है।
• अर्ध-तरंग दिष्टकारी में केवल एक डायोड होता है, इसलिए धनात्मक अर्ध चक्र डायोड चालन करता है और आउटपुट प्रदान करता है, इसी प्रकार ऋणात्मक अर्ध चक्र डायोड चालन नही करता है और कोई आउट्पुट नही देता है।
• अर्ध-तरंग दिष्टकारी के लिए आउटपुट आवृति (ω) ac की तरह ही है।

व्याख्या:

• जब P-N संधि डायोड AC तरंग के अर्ध भाग को संशोधित करता है, इसे अर्ध-तरंग दिष्टकारी कहा जाता है।
• अर्ध-तरंग दिष्टकारी का सही आरेख है

(i) धनात्मक अर्ध चक्र के दौरान

डायोड → अग्रदिशिक अभिनत

आउटपुट सिग्नल → प्राप्त किया जाता है

(ii) ऋणात्मक अर्ध चक्र के दौरान

डायोड → पश्चदिशिक अभिनत

आउटपुट सिग्नल → प्राप्त नहीं किया गया

• पूर्ण तरंग दिष्टकारी: यह AC इनपुट सिग्नल के दोनों हिस्सों का संसोधन करता है।

(i) धनात्मक अर्ध चक्र के दौरान

डायोड: D₁ → अग्रदिशिक अभिनत

D₂ → पश्चदिशिक अभिनत

आउटपुट सिग्नल → केवल D₁ के कारण प्राप्त किया जाता है

(ii) ऋणात्मक अर्ध चक्र के दौरान

डायोड: D₁ → पश्चदिशिक अभिनत

D₂ → अग्रदिशिक अभिनत

आउटपुट सिग्नल → केवल D₂ के कारण प्राप्त किया गया है।

केंद्र-टैप पूर्ण तरंग दिष्टकारी :

इसमें दो डायोड दिखाए गए हैं:

• एक धनात्मक अर्ध-तरंग दिष्टकारी डायोड में D एक निवेश AC आपूर्ति वोल्टेज के धनात्मक आधे चक्र के लिए अग्रदिशिक अभिनत होगा।
• निवेश AC आपूर्ति वोल्टेज के लिए ऋणात्मक आधे चक्र के दौरान डायोड D बंद हो जाएगा।
• जैसा कि हम ऊपर की आकृति से देख सकते हैं कि परिणाम एक धनात्मक अर्ध-तरंग दिष्टकारी होगा।

क्लैंपर परिपथ:

• एक क्लैंपर परिपथ को उस परिपथ के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जिसमें डायोड, प्रतिरोधक और संधारित्र शामिल होते हैं जो लागू सिग्नल की वास्तविक बनावट को परिवर्तित किए बिना वांछनीय DC स्तर तक तरंगरूप से स्थानांतरित होता है।
• तरंगरूप में समयावधि को बनाए रखने के लिए टाउ को निश्चित रूप से समयावधि के आधे से अधिक होना चाहिए (संधारित्र का निर्वहन समय धीमा होना चाहिए।)
• इसमें वोल्टेज स्तर को स्थानांतरित करने के लिए संधारित्र और डायोड शामिल हैं।

वोल्टेज द्विगुणक परिपथ में, आउटपुट वोल्टेज परिपथ आरेख के साथ इनपुट वोल्टेज से दोगुना है जैसा कि दिखाया गया है:

• क्लिपर परिपथ का उपयोग कुछ परिभाषित संदर्भ स्तर के ऊपर या नीचे एक सिग्नल के हिस्से को हटाने के लिए किया जाता है।
• क्लिपर परिपथ का एक उदाहरण एक अर्ध-तरंग दिष्टकारी है जो ऋणात्मक चल रहे तरंग को क्लिप ऑफ़ करता है।

विपरीत अभिनत डायोड में अधिकतम वोल्टेज को उच्चतम व्युत्क्रम वोल्टेज के रूप में जाना जाता है।

विभिन्न दिष्टकारी के लिए PIV निम्नवत है:

• अर्ध तरंग दिष्टकारी: V_m
• दो-डायोड पूर्ण तरंग दिष्टकारीr: V_m
• पूर्ण तरंग केंद्र टैप दिष्टकारी: 2V_m
• पूर्ण तरंग ब्रिज दिष्टकारी: V_m

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महत्वपूर्ण:

जेनर विनियामक परिपथ:

V_s = V_R + V_z और I = I_z + I_L

V_R = IR

∴ V_S - V_Z = IR

\(I = \frac{{{V_S} - {V_Z}}}{R}\)

यह जेनर डायोड के माध्यम से अधिकतम धारा है यदि भार नहीं है।

चूंकि जेनर डायोड को ठीक से काम करने के लिए एक न्यूनतम धारा मान की आवश्यकता होती है जैसे 1 mA से 5 mA।

तो R-मान आवश्यकता से बड़ा है जेनर डायोड सुरक्षित प्रकार से कार्य करता है और विनियमन बेहतर होगा।

PN जंक्शन डायोड का कनेक्शन

एक डायोड को दो तरह से जोड़ा जा सकता है:

1.) अग्र अभिनति

एक डायोड को अग्र अभिनत कहा जाता है यदि बैटरी का धनात्मक टर्मिनल एनोड से जुड़ा हो और बैटरी का ऋणात्मक टर्मिनल कैथोड से जुड़ा हो।

अग्र अभिनत डायोड एक बंद स्विच की तरह काम करता है और धारा को अपने आप से गुजरने देता है।

2.) पश्च अभिनती

एक डायोड को पश्च अभिनत कहा जाता है यदि बैटरी का धनात्मक टर्मिनल कैथोड से जुड़ा हो और बैटरी का ऋणात्मक टर्मिनल एनोड से जुड़ा हो।

पश्च अभिनत डायोड धारा मार्ग को अवरुद्ध करता है और एक खुले स्विच के रूप में कार्य करता है।

अवधारणा:

एक ब्रिज दिष्टकारी दो प्रकार का होता है:

1) ब्रिज प्रकार का पूर्ण तरंग दिष्टकारी 

2) सेंटर-टैप पूर्ण तरंग दिष्टकारी 

एक ब्रिज प्रकार का पूर्ण तरंग दिष्टकारी में 4 डायोड होते हैं जैसा कि दिखाया गया है:

कार्यप्रणाली:

एक धनात्मक आधे चक्र के लिए, दो डायोड दिखाए गए अनुसार लघु परिपथ के रूप में कार्य करेंगे।

इसी तरह, एक ऋणात्मक आधे चक्र के लिए, अन्य दो डायोड लघु परिपथ होंगे जिसके परिणामस्वरूप पूर्ण-तरंग दिष्टकृत आउटपुट होगा।

सेंटर-टैप पूर्ण तरंग दिष्टकारी:

इसमें दिखाए गए अनुसार दो डायोड होते हैं:

1ϕ पूर्ण तरंग दिष्टकारी 

औसत आउटपुट वोल्टेज है:

\(V_{o(avg)}={2V_m\over \pi}\)

RMS आउटपुट वोल्टेज होता है:

\(V_{o(RMS)}={V_m\over \sqrt{2}}\)

अवधारणा:

अग्र अभिनति:

जब डायोड का p -प्रकार वाला पक्ष n -प्रकार वाले पक्ष से अधिकतम विभव से जुड़ा होता है, तो उस डायोड को अग्र अभिनत कहा जाता है, क्योंकि यह अग्र धारा को संचालित करने के लिए डायोड की क्षमता को बढ़ाता है। इसलिए डायोड "B" अग्र अभिनत होगा।

विपरीत अभिनति:

जब स्थिति विपरीत होती है और n -प्रकार वाले पक्ष को p-प्रकार वाले पक्ष से अधिकतम विभव पर रखा जाता है, तो केवल विपरीत संतृप्त धारा की एक छोटी मात्रा डायोड के माध्यम से प्रवाहित होती है, इस स्थिति को विपरीत अभिनत के रूप में संदर्भित किया जाता है। इसलिए डायोड "A" अग्र अभिनत होगा।

एक डायोड के समतुल्य परिपथ, अग्र अभिनत और विपरीत अभिनत स्थितियों के दौरान, आकृति में दिखाए जाते हैं।

विश्लेषण:

दिया गया डायोड एक गैर-आदर्श Si डायोड है, अतः इसमें 0.7 V का जानु वोल्टेज है, और 10 V का अग्रदिश वोल्टेज लागू किया गया है।

अग्रदिश अभिनति में आदर्श डायोड लघु परिपथ के रूप में कार्य करता है।

क्लैंपर:

• एक क्लैंपर वह नेटवर्क है जो लागू सिग्नल के प्रकटन को परिवर्तित किये बिना अलग-अलग dc स्तर के लिए तरंगरूप को स्थानांतरित करता है। 
• तरंगरूप की समयावधि को बनाये रखने के क्रम में समय स्थिरांक को आधे समयावधि (संधारित्र के निर्वहन समय को निम्न होना चाहिए) की तुलना में अधिक होना चाहिए। 

स्थानांतरण के आधार पर क्लैंपर परिपथ को दो भागों में विभाजित किया गया है:

धनात्मक क्लैंपर:

ऋणात्मक क्लैंपर:

• क्लिपर परिपथों का प्रयोग कुछ परिभाषित संदर्भ स्तर से ऊपर या नीचे एक सिग्नल के भाग को हटाने के लिए किया जाता है। 
• क्लिपर परिपथ का एक उदाहरण अर्ध-तरंग दिष्टकारी है जो ऋणात्मक-चालित तरंगरूप को दबाता है। 
• चॉपर वह परिपथ है जिसमें एक परिवर्तनीय dc वोल्टेज स्थिरांक dc वोल्टेज स्रोत से प्राप्त होता है। इसे dc - से - dc परिवर्तक के रूप में जाना जाता है। 
• चूँकि क्लैंपर परिपथ निम्नलिखित आकृति में दर्शाये गए तरंगरूप के DC स्तर को समायोजित करता है, इसलिए इसे DC पुनःसंग्रहक कहा जाता है।

• डायोड एक विद्युतीय उपकरण होता है जो इसके माध्यम से केवल एक दिशा में धारा के प्रवाह की अनुमति देता है।
• धारा प्रवाह डायोड के अग्र अभिनत होने पर अनुमत होती है।
• धारा प्रवाह डायोड के पश्च अभिनत होने पर निषिद्ध होती है।
• जब डायोड अग्र अभिनत होता है, तो तीर की दिशा परम्परागत धारा प्रवाह की दिशा को दर्शाता है।

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• ऊपर दिए गए आरेख में प्रतीक एक अर्धचालक जंक्शन डायोड के परिपथ के प्रतीक को दर्शाती है।
• डायोड का ‘P’ पक्ष सदैव धनात्मक टर्मिनल होता है और अग्र अभिनत के लिए एनोड के रूप में नामित होता है।
• दूसरा पक्ष जो ऋणात्मक होता है, को कैथोड के रूप में नामित किया जाता है और डायोड का पक्ष ‘N’ होता है।

प्रतीक में काला तीर ▶ डायोड की अग्र धारा की दिशा को इंगित करता है।

केंद्र-टैप पूर्ण तरंग दिष्टकारी :

इसमें दो डायोड दिखाए गए हैं:

• एक धनात्मक अर्ध-तरंग दिष्टकारी डायोड में D एक निवेश AC आपूर्ति वोल्टेज के धनात्मक आधे चक्र के लिए अग्रदिशिक अभिनत होगा।
• निवेश AC आपूर्ति वोल्टेज के लिए ऋणात्मक आधे चक्र के दौरान डायोड D बंद हो जाएगा।
• जैसा कि हम ऊपर की आकृति से देख सकते हैं कि परिणाम एक धनात्मक अर्ध-तरंग दिष्टकारी होगा।

• प्रत्यावर्ती धारा धनात्मक होने पर एक अर्ध-तरंग दिष्टकारी A.C चक्र के 180° के दौरान संचालन करता है और दूसरे 180 डिग्री के दौरान धारा को रोक देता है
• A.C चक्र के दोनों 180° अवधियों के दौरान एक पूर्ण-तरंग दिष्टकारी का संचालन होता है; तो आप देख सकते हैं, यह समय की दोगुनी मात्रा के लिए धारा का संचालन करता है
• एक पूर्ण-तरंग दिष्टकारी की दक्षता अर्ध-तरंग दिष्टकारी से दोगुनी होती है, क्योंकि यह इनपुट के दोनों अर्ध चक्रों का उपयोग करता है
• एक अर्ध-तरंग दिष्टकारी में आउटपुट वोल्टेज तरंगरूप के दो क्रमागत शीर्षों के बीच का समय अंतराल इनपुट आपूर्ति तरंगरूप का समय अवधि है ।
• एक पूर्ण-तरंग दिष्टकारी में आउटपुट वोल्टेज तरंगरूप के दो क्रमागत शीर्षों के बीच का समय अंतराल इनपुट आपूर्ति तरंगरूप की समयावधि का आधा होता है ।

नोट :

• प्रत्येक अर्ध-चक्र के दौरान एक पूर्ण-तरंग दिष्टकारी में केवल एक के बजाय दो डायोड के माध्यम से धारा प्रवाह होता है।
• ∴ आउटपुट वोल्टेज का आयाम इनपुट VMAX आयाम की तुलना में दो वोल्टेज कम है और तरंग आवृत्ति अब आपूर्ति आवृत्ति से दोगुनी है।
• ऊर्मिका वोल्टेज की मौलिक आवृत्ति आपूर्ति आवृत्ति से दोगुनी है, जबकि अर्ध-तरंग के लिए यह AC आपूर्ति आवृत्ति के बराबर है।