இருமுனையம்

கட்டற்ற கலைக்களஞ்சியமான விக்கிபீடியாவில் இருந்து.

பல்வேறு இருமுனையங்கள்

இருமுனையம் (Diode) என்பது ஒரு மின் கருவி. இன்று இது பெரும்பாலும் குறைக்கடத்திப் பொருள்களால் ஆன ஒரு நுண்மின்னணுக் கருவி. இதற்கு ஒரு திசையில் மின்னழுத்தம் தந்தால் எளிதாக கடத்தி அதிக மின்னோட்டம் தருவது, ஆனால் எதிர் திசையில் மின்னழுத்தம் தந்தால் மிகக்குறைவாகக் கடத்தி மிகக்குறைவான மின்னோட்டம் தருவது. எனவே இக்கருவியை ஒருவழிக் கடத்தி என சுருக்கமாகக் கூறலாம். இச் சிறப்புப் பண்பின் பயனாக மாறுமின்னோட்டத்தை ஒரே திசையில் பாயும் நேர்மின்னோட்டமாக நெறிப்படுத்த பயன்படுகின்றது. இருமுனையம் மிகபெரும்பாலான மின்கருவிகளில் மின் சுற்றுக்களில், இலத்திரனியல் கருவிகளில் பயன்படுகின்றது. மின்னழுத்த சீர்படுத்தி, எண்ணக்கூறு கருவிகள், குறிபலை பிரிப்பிகள், அலைப்பிகள் ஆகியவற்றின் இலத்திரனியல் சுற்றுக்களில் இருமுனையம் சிறப்பாக பயன்படுகின்றது.

இருமுனையத்தின் மின்சுற்றுக் குறி

[தொகு] இயக்க நிலைகளும் முனைய இயல்புகளும்

நேர் அழுத்த முறை. இருமுனையம் வழி மின்னோட்டம் எளிதாகப் பாய்கின்றது. எனவே மின் விளக்கு எரிகின்றது. இருமுனையத்தின் இரு புறமும் உள்ள மின் அழுத்த திசையை கூட்டல்-கழித்தல் குறி காட்டுகின்றது

எதிர் அழுத்த முறை. இருமுனையம் வழி மின்னோட்டம் மிக மிகக் குறைவாகவே பாயும். எனவே மின்விளக்கு எரியவில்லை.இருமுனையத்தின் இரு புறமும் உள்ள மின் அழுத்த திசையை கூட்டல்-கழித்தல் குறி காட்டுகின்றது

இருமுனையத்தின் (Diode) இயக்க இயல்புகளை மின்னோட்ட-மின்னழுத்த இயல்புப் படம் எடுத்துரைக்கின்றது. எந்த திசையில் மின்னழுத்தம் தருகிறோம் என்பதைப் பொறுத்து இரண்டு இயக்க நிலைகளைக் கொண்டது. இது தவிர அத்துமீறிய ஒரு முறிவியக்க நிலையும் உண்டு. அவையானவை:

நேர் அழுத்த முறை இயக்கநிலை
எதிர் அழுத்த முறை இயக்கநிலை
அத்துமீறிய எதிர் அழுத்த முறிவியக்கநிலை

நேர் அழுத்த முறையில் மின்னழுத்தம் தரும் பொழுது இருமுனையம் மின்னோட்டம் செல்ல அனுமதிக்கும். இந்நிலையில் இருமுனையம் ஒரு எதிர்ப்பற்ற சுற்று (முழுக்கடத்தி இழை) போல் செயல்படும்.

எதிர் அழுத்த முறையில் மின்னழுத்தம் தரும் பொழுது இருமுனையம் மின்னோட்டம் செல்ல அனுமதிக்காது. இந்நிலையில் இருமுனையம் ஒரு விடு்பட்ட சுற்று (அறுந்த சுற்று) போல் செயற்படும்.

எதிர் அழுத்த முறையில் மின்னழுத்தம் தந்தால் இருமுனையம் அதிகம் கடத்தாது என்பது ஒரு குறிப்பட்ட அளவு எதிர் மின்னழுத்தம் வரையிலும் தான். அக் குறிப்பிட்ட எதிர்ம மின்னழுத்தத்தை மீறினால், கட்டின்றி அதிக அளவு மின்னோட்டத்தை எதிர் திசையிலும் கடத்தும். இந்நிலைக்கு முறிவியக்கம் என்று பெயர். இந்நிலையிலும் இருமுனையம் சிறப்பாக பயன்படுகின்றது. ஏனெனில், இருமுனையத்தின் இடையே உள்ள மின்னழுத்தம் அதிகம் மாறாமல் இருமுனையம் வழியே வேண்டிய அளவு மின்னோட்டம் பாய முடியும். அதன் மின்னாற்றல்திறனின் எல்லை அளவை மீறாதிருந்தால் போதுமானது. இவ்வகை பயன்பாட்டிற்காகவே சீனர் இருமுனையங்கள் (Zener Diodes) உற்பத்திசெய்யப்படுகின்றன.

மேலே விளக்கப்பட்ட இருமுனைய தொழிற்பாடுகள் கருத்தியல் (ideal) இருமுனையங்களுக்கே பொருந்தும். பயன்பாட்டிலுள்ள இருமுனைய தொழிற்பாடுகள் சற்று வேறுபடும். குறிப்பாக நேர் அழுத்த முறையில் மின்னழுத்த அளவு 0 V அல்லாமல் சும்மார் 0.7 V ஆக அமைந்திருக்கும்.

[தொகு] கணித வழி விளக்கம்

இருமுனையம் வழியே பாயும் மின்னோட்டம் $\ I_\mathrm{D}$ என்றும், இருமுனையத்தின் இருமுனைக்கும் இடையே உள்ள மின்னழுத்தம் $\ V_\mathrm{D}$ என்றும் கொண்டால், இருமுனையத்தின் ஊடே பாயும் மின்னோட்டம்:

$I_\mathrm{D}=I_\mathrm{S} \left( {e^{qV_\mathrm{D} \over kT}-1} \right)\,$

மேலே உள்ள சமன் பாட்டில் $\ I_\mathrm{S}$ என்பது எதிர் அழுத்த முறையில் பாயும் மிக மிகச் சிறிதளவான மின்னோட்டம். மேலே உள்ள சமன்பாட்டை (ஈடுகோளை) இன்னும் சுருக்கமாக எழுத,