कक्षा 12 भौतिक विज्ञान

अध्याय 14: अर्धचालक इलेक्ट्रॉनिकी: पदार्थ, युक्तियाँ तथा सरल परिपथ

Q: आंतरिक और बाह्य (अपमिश्रित) अर्धचालकों में क्या अंतर है?

आंतरिक अर्धचालक एक शुद्ध पदार्थ (जैसे Si या Ge) होता है जिसमें ऊष्मीय उत्तेजना के कारण मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या छिद्रों की संख्या के बराबर होती है (ne = nh = ni)। बाह्य अर्धचालक शुद्ध अर्धचालक में अशुद्धि परमाणु मिलाकर बनाया जाता है; पंचसंयोजी अपद्रव्य n-प्रकार (इलेक्ट्रॉन बहुसंख्यक वाहक) और त्रिसंयोजी अपद्रव्य p-प्रकार (छिद्र बहुसंख्यक वाहक) बनाते हैं, जिससे चालकता अत्यधिक बढ़ जाती है।

Q: p-n संधि डायोड अग्र और पश्च अभिनति में किस प्रकार कार्य करता है?

अग्र अभिनति में p-पार्श्व को धनात्मक टर्मिनल से जोड़ा जाता है, जिससे अवक्षय परत और अवरोध ऊँचाई कम होती है और महत्त्वपूर्ण धारा (मिलीऐम्पियर की मात्रा में) प्रवाहित होती है। पश्च अभिनति में n-पार्श्व को धनात्मक टर्मिनल से जोड़ा जाता है, जिससे अवक्षय क्षेत्र और अवरोध बढ़ता है और धारा अत्यंत छोटे उत्क्रम संतृप्त धारा (माइक्रोऐम्पियर की मात्रा में) तक दब जाती है, जब तक भंजन वोल्टेज न आ जाए।

Q: दिष्टकारी परिपथ में संधारित्र फिल्टर की क्या भूमिका है?

भार के समान्तर जुड़ा संधारित्र दिष्टकृत आउटपुट के शीर्ष वोल्टेज तक आवेशित हो जाता है और स्पंदनों के बीच भार के माध्यम से धीरे-धीरे विसर्जित होता है। इससे स्पंदित DC आउटपुट सुचारू होता है, AC तरंग-दोलन कम होता है और आउटपुट शीर्ष दिष्टकृत वोल्टेज के निकट हो जाता है। बड़ा धारिता मान बड़ा समय स्थिरांक देता है और अधिक स्थिर आउटपुट मिलती है।

Q: क्या कक्षा 12 भौतिकी अध्याय 14 की एनसीईआरटी PDF निःशुल्क डाउनलोड हो सकती है?

हाँ, कक्षा 12 भौतिकी भाग II अध्याय 14 की एनसीईआरटी PDF ncerthindi.com पर पूर्णतः निःशुल्क डाउनलोड की जा सकती है।

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अवलोकन

सारांश

कक्षा 12 भौतिकी एनसीईआरटी पाठ्यपुस्तक का अध्याय 14, "अर्धचालक इलेक्ट्रॉनिकी: पदार्थ, युक्तियाँ तथा सरल परिपथ", आंतरिक और बाह्य अर्धचालकों, p-n संधि के निर्माण, अग्र और पश्च अभिनति के अंतर्गत डायोड के व्यवहार, तथा AC को DC में परिवर्तित करने वाले दिष्टकारी परिपथों को समाहित करता है।

धातुओं और कुचालकों के बीच अर्धचालक — यह अध्याय सिलिकॉन और जर्मेनियम जैसे अर्धचालकों को उनकी मध्यवर्ती प्रतिरोधकता और छोटे बैंड अंतराल के आधार पर स्थापित करता है, जो कमरे के तापमान पर इलेक्ट्रॉनों को ऊष्मीय उत्तेजना के कारण चालन बैंड में आने देता है।
अपमिश्रण से चालन का नियंत्रण — पंचसंयोजी या त्रिसंयोजी अशुद्धियाँ मिलाकर n-प्रकार या p-प्रकार की सामग्री बनाई जाती है, जिससे यह निर्धारित होता है कि विद्युत धारा के अधिकांश वाहक इलेक्ट्रॉन होंगे या छिद्र — यही आधुनिक इलेक्ट्रॉनिकी की नींव है।
p-n संधि डायोड — p-प्रकार और n-प्रकार की सामग्री को जोड़ने पर एक अवक्षय क्षेत्र और अवरोध बनता है, जिससे एक डायोड तैयार होता है जो अग्र अभिनति में स्वतंत्र रूप से चालन करता है किंतु पश्च अभिनति में रोकता है — धारा के लिए एकदिश वाल्व।
AC से DC में रूपांतरण — डायोडों को अर्ध और पूर्ण-तरंग दिष्टकारी परिपथों में संयोजित किया जाता है जो प्रत्यावर्ती धारा को दिष्ट धारा में परिवर्तित करते हैं, और संधारित्र फिल्टर आउटपुट को स्थिर DC के निकट बनाते हैं।

मुख्य बातें

मुख्य बिंदु और सूत्र

01अर्धचालकों (Si, Ge) में छोटा ऊर्जा बैंड अंतराल (Eg < 3 eV) होता है, जो कमरे के तापमान पर इलेक्ट्रॉनों को संयोजकता बैंड से चालन बैंड में ऊष्मीय उत्तेजना की अनुमति देता है।
02आंतरिक अर्धचालकों में ne = nh = ni; उत्पाद nenh = ni² सभी अर्धचालकों के लिए, अपमिश्रित सहित, सत्य होता है।
03n-प्रकार अर्धचालक पंचसंयोजी अशुद्धियों (As, Sb, P) से बनते हैं जिनमें इलेक्ट्रॉन बहुसंख्यक वाहक होते हैं; p-प्रकार अर्धचालक त्रिसंयोजी अशुद्धियों (B, Al, In) से बनते हैं जिनमें छिद्र बहुसंख्यक वाहक होते हैं।
04p-n संधि में अवक्षय क्षेत्र और अंतर्निहित अवरोध विभव विकसित होता है; अग्र अभिनति अवरोध को कम करती है (mA में धारा) जबकि पश्च अभिनति इसे बढ़ाती है (μA में धारा)।
05सिलिकॉन डायोड के लिए देहली (कट-इन) वोल्टेज ~0.7 V है; पश्च अभिनति में भंजन वोल्टेज (Vbr) पर धारा में तीव्र वृद्धि होती है।
06पूर्ण-तरंग दिष्टकारी में दो डायोड और केंद्र-नल ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करके AC चक्र की दोनों अर्ध-तरंगों का दिष्टकरण होता है; संधारित्र फिल्टर स्पंदित आउटपुट को लगभग स्थिर DC में बदलता है।

प्रश्न

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

आंतरिक और बाह्य (अपमिश्रित) अर्धचालकों में क्या अंतर है?

आंतरिक अर्धचालक एक शुद्ध पदार्थ (जैसे Si या Ge) होता है जिसमें ऊष्मीय उत्तेजना के कारण मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या छिद्रों की संख्या के बराबर होती है (ne = nh = ni)। बाह्य अर्धचालक शुद्ध अर्धचालक में अशुद्धि परमाणु मिलाकर बनाया जाता है; पंचसंयोजी अपद्रव्य n-प्रकार (इलेक्ट्रॉन बहुसंख्यक वाहक) और त्रिसंयोजी अपद्रव्य p-प्रकार (छिद्र बहुसंख्यक वाहक) बनाते हैं, जिससे चालकता अत्यधिक बढ़ जाती है।

p-n संधि डायोड अग्र और पश्च अभिनति में किस प्रकार कार्य करता है?

अग्र अभिनति में p-पार्श्व को धनात्मक टर्मिनल से जोड़ा जाता है, जिससे अवक्षय परत और अवरोध ऊँचाई कम होती है और महत्त्वपूर्ण धारा (मिलीऐम्पियर की मात्रा में) प्रवाहित होती है। पश्च अभिनति में n-पार्श्व को धनात्मक टर्मिनल से जोड़ा जाता है, जिससे अवक्षय क्षेत्र और अवरोध बढ़ता है और धारा अत्यंत छोटे उत्क्रम संतृप्त धारा (माइक्रोऐम्पियर की मात्रा में) तक दब जाती है, जब तक भंजन वोल्टेज न आ जाए।

दिष्टकारी परिपथ में संधारित्र फिल्टर की क्या भूमिका है?

भार के समान्तर जुड़ा संधारित्र दिष्टकृत आउटपुट के शीर्ष वोल्टेज तक आवेशित हो जाता है और स्पंदनों के बीच भार के माध्यम से धीरे-धीरे विसर्जित होता है। इससे स्पंदित DC आउटपुट सुचारू होता है, AC तरंग-दोलन कम होता है और आउटपुट शीर्ष दिष्टकृत वोल्टेज के निकट हो जाता है। बड़ा धारिता मान बड़ा समय स्थिरांक देता है और अधिक स्थिर आउटपुट मिलती है।

क्या कक्षा 12 भौतिकी अध्याय 14 की एनसीईआरटी PDF निःशुल्क डाउनलोड हो सकती है?

हाँ, कक्षा 12 भौतिकी भाग II अध्याय 14 की एनसीईआरटी PDF ncerthindi.com पर पूर्णतः निःशुल्क डाउनलोड की जा सकती है।

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