रोधिका विभव तथा अवक्षय परत की परीभास क्या है ? potential barrier and depletion layer in hindi

जब किसी अर्द्ध चालक में P तथा n दोनों प्रकार के अर्द्धचालक बनाये जाते है।

इन दोनों के बीच बनने वाली PN संधि के एक ओर हॉल बहुसंख्यक है जबकि दूसरी तरफ इलेक्ट्रॉन बहुसंख्यक होते है। सन्धि के दोनों ओर आवेश वाहको की सांद्रता में अत्यधिक परिवर्तन के कारण बहुसंख्यक आवेश वाहको का P-N संधि को पार करना शुरू होने लगता है। सांद्रता में इस अत्यधिक परिवर्तन के कारण PN संधि को बहुसंख्यकों को पार करना विसरण की प्रक्रिया कहलाती है।

विसरण की प्रक्रिया में P भाग का बहुसंख्यक हॉल n की ओर जबकि n भाग का बहुसंख्यक इलेक्ट्रॉन P की ओर चलने लगता है। विसरण की इस प्रक्रिया के कारण P से n की ओर विसरण धारा का निर्माण होता है। प्रारंभ में यह विसरण धारा उच्चतम मान की होती है। धीरे धीरे विसरण धारा में कमी आने लगती है।

विसरण की प्रक्रिया के साथ साथ अपवाहक की प्रक्रिया भी शुरू हो जाती है। विसरण प्रक्रिया में P-N संधि के दोनों ओर के P तथा n भाग के बहुसंख्यको में कमी होती जाती है।

जिससे संधि के दोनों ओर अवक्षेप परत बनने लगती है। संधि के n भाग की ओर धनायनों की अवक्षेप परत जबकि P भाग की ओर ऋणायनो की अवक्षेप परत बनती जाती है।

इस अवक्षेप परत में धनायनो की ओर से ऋणायनों की तरफ एक विद्युत क्षेत्र में बनने लगता है , इस विद्युत क्षेत्र के कारण n भाग का अल्पसंख्यक हॉल P की ओर तथा इसी प्रकार P भाग का अल्पसंख्यक इलेक्ट्रॉन N भाग की तरफ अपवाह करने लगता है। इन्ही अल्पसंख्यक आवेशों वाहको के कारण अपवाह धारा का निर्माण होता है। जिसकी दिशा विसरण धारा के विपरीत N से P की ओर होता है।

प्रारम्भ में इस अपवाह धारा का मान शून्य होता है। जैसे जैसे अवक्षेप परत की चौड़ाई बढती जाती है। उसकी विद्युत क्षेत्र में वृद्धि के कारण अपवाह धारा में भी वृद्धि होने लगती है।

साम्य अवस्था की स्थिति में विसरण एवं अपवाह दोनों धाराओ का मान एक दूसरे के बराबर हो जाता है। इस स्थिति में दोनों धाराओं की दिशा एक दुसरे के विपरीत होने से कुल धारा शून्य हो जाती है। यहाँ एक अवक्षेप परत की मोटाई अधिकतम हो जाएगी।

इस अवस्था में अवक्षेप परत के दोनों सिरों के मध्य ऐसा विभव निर्मित होता है जिसके कारण कुल धारा शून्य हो जाती है। इस विभव को P-N संधि के लिए रोधी का विभव (V₀) कहा जाता है।

इस विभव का धनात्मक सिरा n भाग के धनायनों की तरफ जबकि ऋणात्मक सिरा P भाग के ऋणायनो की तरफ होता है।

साम्यावस्था की स्थिति में अवक्षेप परत पर उत्पन्न विद्युत क्षेत्र के मान तथा उनके मध्य रोधिका विभव में निम्न सम्बन्ध होता है –

रोधिका विभव (V₀) = E₀d

यहाँ E₀ = अवक्षय परत पर अधिकतम विद्युत क्षेत्र (रोधिका विद्युत क्षेत्र)

d = अवक्षय परत की अधिकतम चौड़ाई

साम्य अवस्था की स्थिति में P-N संधि के n भाग की अवक्षय परत p-भाग की अवक्षय परत की तुलना में उच्च विभव पर होती। अवक्षय परत के दोनों सिरों के बीच साम्य अवस्था की स्थिति में रोधिका विभव जितना विभवान्तर उत्पन्न होता है।

PN संधि के p भाग से n भाग की ओर जाने पर विभव में निरंतर वृद्धि होती है।

P-N संधि को बायस करना

जब किसी P-N संधि के दोनों सिरों को बैटरी की सहायता से जोड़कर बाह्य विभव आरोपित किया जाता है तब इसी प्रक्रिया को P-N सन्धि को बायस करना अथवा P-N संधि की अभिनति (बायस) करना कहते है।

PN संधि को निम्न दो प्रकार से बायस किया जा सकता है –

1. संधि के P भाग को N भाग की तुलना में उच्च विभव पर रखा जाए।

2. संधि के P भाग को N भाग की तुलना में निम्न विभव पर रखा जाए।

जब संधि के P भाग को बैटरी के धनात्मक सिरे से तथा N भाग को बैटरी के ऋणात्मक सिरे से जोड़ा जाता है तब इस प्रकार का बायस अग्र बायस करना कहलाता है।

जब संधि के p भाग को बैटरी के ऋणात्मक सिरे से तथा n भाग को बैट्री के धनात्मक सिरे से जोड़ा जाता है तब इस प्रकार का बायस पश्च अथवा उत्क्रम बायस कहलाता है।