सम्बंधित समस्या और समाधान

समस्या 1: वोल्टेज रेगुलेटर के रूप में ज़ीनर डायोड#

समस्या के विवरण:
एक ज़ीनर डायोड जिसका ब्रेकडाउन वोल्टेज 5V है, एक 1kΩ के लोड रेसिस्टर के साथ एक समानांतर में जुड़ा है। यदि इनपुट वोल्टेज 12V है, तो लोड धारा 4mA होने पर ज़ीनर डायोड के माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा की गणना कीजिए।

समाधान:

1. कुल धारा (I_T) निर्धारित करें:
   $ I_T = \frac{V_s - V_Z}{R} $

   सीधे रेसिस्टर (R) के मानें 1kΩ। इसलिए,

   $ I_T = \frac{12V - 5V}{1000Ω} = \frac{7V}{1000Ω} = 0.007A = 7mA $

2. ज़ीनर डायोड के माध्यम से धारा (I_Z) की गणना करें:
   $ I_Z = I_T - I_L = 7mA - 4mA = 3mA $

समस्या के विवरण:
सेमीकंडक्टर डायोड में ज़ीनर ब्रेकडाउन कब होता है?

विकल्प:

(ए) आगे की धारा किसी निश्चित मान से अधिक होने पर

(बी) उलटी बफर किसी निश्चित मान से अधिक होने पर

(सी) आगे की बफर किसी निश्चित मान से अधिक होने पर

(डी) पोटेंशल बैरियर शून्य तक कम हो जाने पर

उत्तर: (बी)

समाधान:

सेमीकंडक्टर डायोड में ज़ीनर ब्रेकडाउन तब होता है जब उलटी बफर किसी निश्चित मान से अधिक होने पर, जिसे ब्रेकडाउन या ज़ीनर या अवेलेन्च वोल्टेज के रूप में जाना जाता है।

समस्या के विवरण:
निर्देश: इनमें से प्रत्येक प्रश्न में दो कथन होते हैं: कथन I और कथन II। इनमें से प्रत्येक प्रश्न के साथ चार विकल्प दिए गए हैं, जिनमें से सिर्फ एक ही सही उत्तर है। आपको नीचे दिए गए कोड (ए), (बी), (सी) और (डी) में से एक का चयन करना है।

कथन I: ज़ीनर डायोड का उपयोग उलटी बफर में चलती धारा के अंतराल में स्थिर वोल्टेज प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

कथन II: ज़ीनर डायोड का सबसे लोकप्रिय उपयोग वोल्टेज रेगुलेटर के रूप में है।

उत्तर: (ए)

समाधान:

ज़ीनर डायोड विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए जंक्शन डायोड हैं, जो बिना किसी नुकसान के उलटी ब्रेकडाउन वोल्टेज क्षेत्र में निरंतर चल सकते हैं। ज़ीनर डायोड को वोल्टेज रेगुलेटर के रूप में उपयोग किया जाता है क्योंकि इससे चलती धारा के अंतराल में स्थिर वोल्टेज प्राप्त किया जा सकता है।

समस्या 2: LED आगे की बफर#

समस्या के विवरण:
एक LED का आगे का वोल्टेज ड्रॉप 2V है और इसके लिए 20mA की आगे की धारा की आवश्यकता है। 9V सप्लाई से जुड़े जब आवश्यक सीरीज़ रेसिस्टर की गणना कीजिए।

समाधान:

1. रेसिस्टर के परते का वोल्टेज (V_R) की गणना करें:
   $ V_R = V_s - V_{LED} = 9V - 2V = 7V $

2. रेसिस्टर का मान (R) निर्धारित करें:
   $ R = \frac{V_R}{I} = \frac{7V}{0.02A} = 350Ω $

समस्या के विवरण:
निर्देश: इनमें से प्रत्येक प्रश्न में दो कथन होते हैं: कथन I और कथन II। इनमें से प्रत्येक प्रश्न के साथ चार विकल्प दिए गए हैं, जिनमें से सिर्फ एक ही सही उत्तर है। आपको नीचे दिए गए कोड (ए), (बी), (सी) और (डी) में से एक का चयन करना है।

कथन I: प्रकाश उत्सर्जित डायोड (LED) स्वतः प्रकाश का उत्सर्जन करता है।

कथन II: LED $\rho-n$ जंक्शन के साथ आगे की बफर किए जाते हैं।

उत्तर: (बी)

समाधान:

जब एक जंक्शन डायोड को आगे की बफर किया जाता है, तो जंक्शन पर इलेक्ट्रॉन और छोटे आयनों के पुनर्भेदन के कारण ऊर्जा उत्सर्जित होती है। गैलियम आर्सेनाइड या इन्डियम फॉस्फाइड से बने जंक्शन डायोड में, प्रकाशित ऊर्जा दृश्यमय क्षेत्र में उत्सर्जित होती है। ऐसा जंक्शन डायोड को प्रकाश उत्सर्जित डायोड या LED कहा जाता है। LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाशित ऊर्जा सेमीकंडक्टर के बैंड ग्याप के बराबर या कम होती है।

समस्या 3: फोटोडायोड आउटपुट वोल्टेज#

समस्या के विवरण:
एक फोटोडायोड प्रकाशन के दौरान 5mA की फोटोआयन उत्पन्न करता है। यदि इसे 1kΩ के लोड रेसिस्टर से जुड़ा है, तो लोड पर क्षेत्र का आउटपुट वोल्टेज क्या है?

समाधान:

1. ओहम के कानून का उपयोग करके आउटपुट वोल्टेज (V_out) ज्ञात करें:
   $ V_{out} = I_{photo} \times R_L = 0.005A \times 1000Ω = 5V $