Saturday, February 6, 2016

ඉලෙක්ට්‍රොනික්ස් III (Electronics) - 13c



Diode Switching

ඩයෝඩය ඉලෙක්ට්‍රොනික් ස්විචයක් ලෙස භාවිතා කළ හැකියි. ස්විචයක් යනු විදුලිය හෝ විදුලි සංඥාවක් ගමන් කිරීම අපට කැමති කැමති වේලාවල්හිදි නැවැත්විය හැකි උපක්‍රමයකි. ගෙදර තිබෙන බල්බයන් ඔන් ඕෆ් කරන ස්විචය ගැන සිතා බලන්න. ඔබට කැමති වෙලාවට බල්බයට විදුලිය යැවීමට ඉන් හැකියි.

එලෙසම, යම් විදුලි සංඥාවක් ගමන් කරන සන්නායකයක්/වයරයක් සලකමු. එම වයරයේ ගමන් කරන සංඥාව නැවැත්විය හැකි මූලික ආකාර දෙකක් තියෙනවානෙ. ඉන් එකක් තමයි ඍජුවම එම සංඥා ප්‍රභවය (signal source) හෙවත් සංඥා උත්පාදකය (signal generator) නතර කිරීම. උදාහරණයක් ලෙස, සංඥාව නිපදවෙන්නේ මයික් එකක් වැනි උපාංගයකින් නම් එම සංඥාව ජනිත කරවන උපාංගය කෙලින්ම ක්‍රියා විරහිත කිරීමෙන් එම සංඥාව නවතිනවා. දෙවැනි ක්‍රමයේදී සංඥා උත්පාදකය/ප්‍රභවය ඕෆ් කරන්නේ නැත. ඒ වෙනුවට කරන්නේ සංඥාව ගමන් කරන මාර්ගයේ යම් තැනක එම සංඥාව නැවැත්විය හැකි විදුලිමය මාර්ග බාධකයක් යෙදීමයි. මෙම විදුලිමය බාධකය තමයි ස්විචයක් ලෙස හඳුන්වන්නේ.

ඩයෝඩ ස්විචයකින් කරන්නේ සංඥාව ගමන් කිරීම මඟදී නතර කිරීමයි (ඉහත දෙවැනි ක්‍රමය). ඩයෝඩයක් පසු නැඹුරුවේදී හෝ කිසිම නැඹුරුවක් කර නොමැති (no bias) විටදී ඩයෝඩය හරහා ධාරාවක් ගමන් කරන්නේ නැහැ නේද? (ඉතාම කුඩා ලීක් කරන්ට් එක නොසලකා හරිමු) පෙර නැඹුරු කළ විට ඩයෝඩය හරහා ධාරාවක් පහසුවෙන් ගමන් කරයි.

දැන් පහත පරිපථය බලන්න. මෙහි ඩයෝඩය හරහා ගලා යන්නේ කුඩා විදුලි සංඥාවක් යැයි සිතමු (කුඩා විදුලි සංඥාවක් යනු පීක්-ටු-පීක් වෝල්ටියතාව කුඩා සංඥාවකටයි; බොහෝවිට මිලිවෝල්ට් හෝ ඊටත් අඩු ප්‍රමාණයකින් එය පැවතිය යුතුය). දැන් ඩයෝඩය පසු නැඹුරු කර හෝ කිසිම නැඹුරුවක් කර නැති අවස්ථාව ගමු (එනම් A යන ස්ථානයේ ඍණ වෝල්ටියතාවක් හෝ කිසිදු වෝල්ටියතාවක් ලබා දී නොමැති අවස්ථාව). එවිට ඩයෝඩය හරහා සංඥාව ගමන් කරන්නේ නැත. එය කුඩා විදුලි සංඥාවක් බැවින් ඩයෝඩය පෙර නැඹුරු කිරීමට තරම් වෝල්ටියතාවක් (0.7V) එම සංඥාවේ නැත. ඒ කියන්නේ ඩයෝඩය දැන් ඕෆ් කරපු ස්විචයකට සමානයි.




ඩයෝඩය දැන් පෙර නැඹුරු කරන්න. ඒ සඳහා පරිපථයේ A ස්ථානයට වෝල්ට් 0.7කට වැඩි වෝල්ටියතාවක් සපයන්න (R1 හා R2 තිබෙන නිසා, ඩයෝඩය දෙපස ඩ්‍රොප් වන විභවයට වඩා වැඩිපුර තිබෙන විභවය ඒවා දෙපස ඩ්‍රොප් වේවි). මෙම ක්‍රියාව බයස් කිරීම කියා හඳුන්වන බව ඔබ දැන් දන්නවා. ඉහත රූපයේ වෝල්ට් 12කින් ඩයෝඩය බයස් කර තිබෙනවා. දැන් පරිපථයට ඉන්පුට් කරන සංඥාව ඩයෝඩය තුලින් ගලා යා හැකියි මොකද දැනටමත් ඩයෝඩය බයස් පරිපථ කොටසින් පෙර නැඹුරු කරලයි තිබෙන්නේ. ඒ කියන්නේ ඩයෝඩය දැන් ඔන් කරපු ස්විචයක් බදුයි.
මේ ආකාරයට A ස්ථානයට සුදුසු බයස් වෝල්ටියතාවක් සැපයීමෙන් ඩයෝඩය ඔන් ඔෆ් කළ හැකියි. ඒ කියන්නේ ඩයෝඩය ස්විචයක් ලෙසයි ක්‍රියාත්මක වන්නේ. එහෙත් ඩයෝඩ ස්විචයක් සෑදීමේදී සැලකිය යුතු ප්‍රායෝගික ප්‍රශ්න/කාරණා කිහිපයක් ඇත. දැන් ඒ ගැන විමසා බලමු.
පෙර නැඹුරු වෝල්ටියතාව වැඩි කරගෙන යන විට ගලන ධාරාව වැඩි වන්නේ රේඛීය ආකාරයට නොවේ. මෙය ඕනෑම ඩයෝඩයක ලාක්ෂණික ගතියක් බව ඔබ දන්නවා. ඩයෝඩය අරේඛීය උපාංගයක් ලෙස හැඳින්වෙන්නේ එකයි.



දැන් මෙම ඩයෝඩය තුළින් යන විදුලි සංඥාව විශාල නම් (එනම් පීක්-ටු-පීක් වෝල්ටියතාව විශාලය), එම සංඥාව ඩයෝඩය තුලින් ගමන් කරන විට විකෘතියකට පත් වේ (එනම් සංඥා ධාරාවේ හැඩය වෙනස් වේ). සංඥාවේ වෝල්ටියතාව වෙනස් වෙනවා යනු ඩයෝඩය බයස් කරන වෝල්ටියතාව (ඉහත රූපයේ x අක්ෂය ඔස්සේ නිරූපණය කරන වෝල්ටියතාව) වෙනස්වීමයි. එහෙත් එම වෝල්ටියතාවට සාපේක්ෂව ධාරාව වෙනස් වන්නේ අරේඛීයවයි. එවිට, ඩයෝඩයෙන් පිටවන සංඥාවේ ධාරාව විචලනය වන්නේද අරේඛීයවයි. මෙය සංඥාවේ විකෘතියක් ඇති කරනවා. රූපමය ආකාරයෙන් මෙම විස්තරය පහත දැක්වේ. උදාහරණයක් ලෙස පහත රූපයේ රේඛීය ඉන්පුට් සංඥා හැඩයේ උඩ අර්ධය අවුට්පුට් සිග්නල් එකේදී මොට/පැතිලි වී ඇත.




සටහන
  සාමාන්‍යයෙන් යම් අරේඛීය උපාංගයක් හරහා සංඥා යෑමේදී ඇති වන විකෘතිය පහසුවෙන්ම ඉහත ආකාරයේ රූපමය ක්‍රමයෙන් පෙන්විය හැකියි. මෙලෙස රූපමය ආකාරයෙන් සංඥා විකෘති වීම් දක්වන විදිය ඔබ හොඳින් හුරුවිය යුතුය.


පළමුව උපාංගයේ ලාක්ෂණික වක්‍රය/ප්‍රස්ථාරය (ලොකුවට) අඳින්න. ඉහත රූපයේ (පෙර නැඹුරු කළ) ඩයෝඩයේ ලාක්ෂණික ප්‍රස්ථාරය රතු පාටින් ඇඳ ඇත. එහි ස්වායත්තව විචලනය වන ඉන්පුට් සංඥාව නිරූපණය කෙරෙන අක්ෂය තීරණය කරන්න. ඉහත රූපයේ එය x අක්ෂය වේ. එම x අක්ෂයෙන් නිරූපණය වෙන්නේ ඩයෝඩයේ නැඹුරු වෝල්ටියතාවයි. සංඥාවේ වෝල්ටියතාව ක්‍රියා කරන්නේ ඩයෝඩය මත/හරහා නිසා, එම සංඥාව පෙන්වා ඇති පරිදි එම අක්ෂය ඔස්සේ අඳින්න. ඉහත උදාහරණයේ මෙම ඉන්පුට් සංඥා වෝල්ටියතාව x අක්ෂයට පහලින් ඇඳ ඇත. දැන් එම සංඥාවේ උපරිම, මැද, හා අවම අගයන් ඍජු රේඛා මඟින් ලකුණු කරන්න. ඒවා අදාල අක්ෂ්‍ය හා උපාංගයේ ලාක්ෂණික වක්‍රය කැපෙන තෙක් දික් කරන්න. ඉහත රූපයේ සිරස් නිල් හා ලා රෝස පාට ඉරිවලින් ඇඳ ඇත්තේ ඒවාය.


දැන් ප්‍රස්ථාරයේ ඉතිරි අක්ෂයෙන් ඉබේම නිරූපණය වෙන්නේ ඉන්පුට් සංඥාවට අනුරූපව විචලනය වන අවුට්පුට් සංඥා අගයන්ය. ඉහත උදාහරණයේදී මෙම අක්ෂයෙන් නිරූපණය කෙරෙන්නේ සංඥාවේ ධාරාවයි. මෙය තමයි ඩයෝඩයේ අවුට්පුට් එක. මෙම අක්ෂය ඔස්සේ සෑදෙන අවුට්පුට් සංඥාවේ හැඩය අපට දැන් ඇඳ ගැනීමට අවශ්‍යයි (මෙම සංඥා හැඩය විකෘති වෙලාද නැද්ද කියා තීරණය කළ හැක්කේ මෙලෙස ඇඳෙන රූපය දෙස බැලීමෙන්ය). ඉතිං ඒ සඳහා ඉහතදී ඉන්පුට් සංඥාවේ සිට ප්‍රස්ථාර වක්‍රයට ඇඳි රේඛා තුන අනෙක් අක්ෂයට ලම්භකව දික් කරන්න ලාක්ෂණික වක්‍රයේ සිට. ඉහත රූපයේ ඉතිරි අක්ෂය y අක්ෂය බැවින් එම අක්ෂයට ලම්භකව (එනම් තිරස්ව) රේඛා අඳින්න. දැන් කරන්නට තිබෙන්නේ සංඥාව එම රේඛා තුන අතර ඇඳීමයි. ඇත්තටම ඉරි තුනක් නොව, මෙලෙස ඉරි සිය ගණනක් ඇඳීමට අවශ්‍යයි හරියටම මෙම රූපය ඇඳීමට නම් (පහත රූපයේ කොල ඉරි රාශියක් ඇඳ ඇති නිසා අවුට්පුට් සංඥා හැඩය ඉන්පුට් සංඥා හැඩයට සාපේක්ෂව වඩා නිවැරදිව ඇඳිය හැකියි).
 

එහෙත් ඉරි තුනකින් මෙම රූපය ඇඳීමට හැකියි මඳක් මේ ක්‍රමයට හුරු වූවාට පසුව. ඇත්තෙන්ම අවුට්පුට් සංඥා හැඩය අඳින්නට පෙරම මෙම විකෘතිය ගැන සිතා ගත හැකියි. බලන්න ඉන්පුට් සිග්නල් එක දක්වන සිරස් රේඛා තුන සමාන පරතරවලින් පැවතියත් අවුට්පුට් සංඥාව දැක්වෙන තිරස් රේඛා තුන තිබෙන්නේ සමාන පරතරවලින් නොවේ. ඉන් කියන්නේ ඒ මත අඳින්නට යන හැඩය විකෘති වීමට නියමිත බවයි. මෙම ඉරි අතර පරතරය වෙනස් වීමට හේතුව ලාක්ෂණික වක්‍රය අරේඛීය වීමයි. දැන් ඉහත රූපයේ මෙම තිරස් රේඛා තුන මත ඇඳි සංඥා හැඩය තමයි අවුට්පුට් සංඥාවේ හැඩය. මෙම හැඩය බැලූ විට, එය ඉන්පුට් සංඥාවේ හැඩයට වඩා විකෘති වී පවතිනවා නේද? පහත රූපයේ දැක්වෙන්නේ තවත් එවැනි ප්‍රස්ථාරයකි (මෙහිදී අවුට්පුට් සංඥාව වම් පසින් දක්වා ඇති අතර ඉන් ඉහත ප්‍රස්ථාරයට වඩා වෙනසක් ඇති වන්නේ නැහැ).



අවශ්‍ය නම්, ඉන්පුට් සංඥාව කෙලින්ම අදාල අක්ෂය කෙලින්ම අඳින්නේ නැතිව තරමක් පැත්තකින් වුවද ඇඳිය හැකියි. එවිට ඍජු ඉරි නොව, ඇල ඉරි ඇඳීමට සිදු වේ. උදාහරණයක් ලෙස පහත රූපයේ ඉන්පුට් සංඥාව x අක්ෂය යටින් ඇඳ තිබෙන්නේ තරමක් දකුණු ඇත පැත්තට වෙන්නටය. මෙහිදීත් පෙර සේම එම සංඥාවේ රේඛා තුන ඍජුවම අදාල අක්ෂය කැපෙන තෙක් දික් කර, එතැන් සිට ඇල කර ලාක්ෂණික වක්‍රය කැපනෙ පරිදි දික් කරන්න.



ඉහත ආකාරයට ඇල කර රේඛා අඳින විට කොතරම් ඇල කරනවාද යන්න තීරණය වන්නේ ප්‍රස්ථායේ බයස් පොයින්ට් එක අනුවයි. ඉහත රූපයේ එය Q අකුරින් දක්වා තිබෙනවා. Q මඟින් Quiescent යන්න සිහි කරවයි; ක්වීසන්ට් යනු “සාමාන්‍යයෙන් තිබෙන” (එනම් සාමාන්‍යයෙන් බයස් කර තිබෙන පොයින්ට් එක) යන අර්ථය සහිතයි. එම බයස් පොයින්ට් එක ඉතිං තීරණය කරන්නේ ඔබමනෙ. ඔබ තෝරාගන්නා මෙම බයස් පොයින්ට් එක අනුව, අවුට්පුට් එකේ සංඥාව විකෘති වෙනවාද නැද්ද යන්න තීරණය වෙනවා. ඉන්පුට් සංඥාවේ විශාලත්වයට අමතරව සංඥාවේ විකෘතිය තීරණය කරන අනෙක් සාධකය එයයි. උදාහරණයක් ලෙස ඉහත ප්‍රස්ථාරයේ බයස් පොයින්ට් එක ලාක්ෂණික වක්‍රය දිගේ පහලට ගෙන එන විට ප්‍රස්ථාරය වැඩිපුර වක්‍ර වන නිසා එම විශාල වක්‍ර වීම අවුට්පුට් සංඥාවේ විකෘතියට හේතු වෙනවා. විවිධාකාරයේ මෙවැනි ප්‍රස්ථාර කිහිපයක් බලා හොඳින් හුරු වන්න.

එහෙත් (බොහෝ) අරේඛීය ප්‍රස්ථාරවලින් කුඩා පෙදෙසක් සැලකුවොත් එම කුඩා කොටස දළ වශයෙන් රේඛීය යැයි සැලකිය හැකියි (රවුම් කර ඇති කොටස විශාල කර එම රේඛීය බව පහත රූපයේ දැක්වේ). මෙලෙස කුඩා රේඛීය කොටසක් සැලකුවොත්, එම කොටසට අදාලව x අක්ෂය දිගේ කුඩා වෝල්ටියතාවක්ද y අක්ෂය දිගේ කුඩා ධාරාවක්ද සැලකිය හැකියි නේද? කුඩා සංඥා සඳහා යොදා ගන්නා විට, පළමුව සුදුසු Q point එක තීරණය කළ යුතුය. එම කිව් පොයින්ට් එක මැදි කොට ගෙන කුඩා සංඥාවක් විචලනය විය හැකියි රේඛීයව.



දැන් මෙම රේඛීය කොටස තුළ විභවයට සාපේක්ෂව ධාරාව විචලනය වන්නේ රේඛීයවයි. ඒ කියන්නේ සංඥාවේ හැඩය වෙනස් වෙන්නේ නැත. එනම් සංඥාව විකෘති නොවේ. එහෙත් මේ සඳහා එක් කොන්දේසියක් සැපිරිය යුතුය. එම කොන්දේසිය නම්, ඩයෝඩයට ඉන්පුට් කරන සංඥා වෝල්ටියතාව කුඩා පරාසයක් තුළ විචලනය වන පරිදි විය යුතුයි. එනම් සංඥාවේ පීක්-ටු-පීක් වෝල්ටියතාව කුඩා විය යුතුයි. ඩයෝඩයට ඉන්පුට් කළ යුත්තේ කුඩා සංඥාවක් බව අවධාරණය කළේ එනිසයි.

සටහන
  ඉලෙක්ට්‍රොනික්ස්වලදී (විශේෂයෙන් ට්‍රාන්සිස්ටර් යොදා ගන්නා විට) කුඩා සංඥා (small signal) හා විශාල සංඥා (large signal) ලෙස සංඥා දෙවර්ගයකට සාමාන්‍යයෙන් බෙදනවා. කුඩා සංඥා යනු පෙරත් පැවසූ ලෙසම පීක්-ටු-පීක් වෝල්ටියතාව කුඩා සංඥාය. විශාල සංඥාවල පීක්-ටු-පීක් වෝල්ටියතාව විශාලය. සර්කිට් ඩිසයින් කරන විට ඔබට දැක ගන්නට ලැබේවි මෙම අවස්ථා දෙක වෙන වෙනම සලකා බැලීමට සිදු වන බව. උදාහරණයක් ලෙස, ඉහත ඩයෝඩ ස්විච අවස්ථාවම ගත හැකියි. සාමාන්‍ය ඩයෝඩයක් ස්විචයක් ලෙස යොදා ගන්නා විට, එම පරිපථය හරහා කුඩා සංඥා පමණක් යැවිය යුතුය (විශාල සංඥා යැව්වොත් ඩයෝඩයෙන් පිටවන්නේ විකෘති වෙච්ච සංඥාවකි). ඉහත පරිපථයම විශාල සංඥා යැවීමට සකස් කළ හැකියි සාමාන්‍ය ඩයෝඩයක් වෙනුවට පින් ඩයෝඩයක් යෙදීමෙන් (මේ ගැන පින් ඩයෝඩ යටතේ සාකච්ඡා කෙරේවි).

කුඩා සංඥා සඳහා සකස් කළ ඉහත පරිපථය සඳහා සාමාන්‍ය රෙක්ටිෆයර් ඩයෝඩයක් වුවද යෙදිය හැකියි. ඩයෝඩයේ රිවර්ස් රිකවරි ප්‍රශ්නය ඇති වන්නේ නැත (මොකද ඩයෝඩය ඔන් ඕෆ් කරන වේගය සාමාන්‍යයෙන් කුඩාය; වේගයෙන් පසු හා පෙර නැඹුරු දෙක අතර දෝලනය වන විටයි රිකවරි ප්‍රශ්නය බලපාන්නේ).

පරිපථය ක්‍රියාත්මකව පවතින අතරේ වුවද බයස් වෝල්ටියතාව විචලනය වුවත් ඉන් අවුට්පුට් වන සංඥාවට එතරම් වෙනසක් ඇති කරන්නේ නැත. ඊට හේතුව කුඩා සංඥාවක් සඳහා බයස් කරපු වෝල්ටියතාවේ නිරපේක්ෂ අගය එතරම් වැදගත් නැත. දැන් නැවතත් ඩයෝඩ ස්විච පරිපථයක් බලමු.



ඉහත පරිපථයේ R2 නම් ප්‍රතිරෝධය යොදා ඇත්තේ ඇයි? එය යොදා තිබෙන්නේ බයස් පරිපථය සම්පූර්ණ කිරීමටයි. එනම් බයස් එකේ එක් අග්‍රයක සිට R1 හරහා එන විදුලිය ඩයෝඩය හරහා යා යුතුයිනෙ. එවිටනෙ ඩයෝඩය නැඹුරු වන්නේ (පෙර හෝ පසු නැඹුරු). ඉතිං මෙම බයස් විදුලියේ අනෙක් අග්‍රය හෙවත් භූගතය හමුවන්නේ R2 ඩයෝඩය හරහාය. මෙම ප්‍රතිරෝධය හරහා සංඥාව ගමන් නොකිරීමට හැකි පමණ වැඩි ප්‍රතිරෝධ අගයක් ඊට ලබා දිය යුතුය (දළ වශයෙන් අවුට්පුට් කොටසේ ප්‍රතිරෝධය මෙන් දස ගුණයක් වත්). මෙම R2 ප්‍රතිරෝධයේ අගය හා බයස් පරිපථයේ ප්‍රතිරෝධයේ (R1) අගය එකතු වී ඩයෝඩය තැබිය යුතු බයස් වෝල්ටියතා අගය (bias point) සෙට් කරයි

ඉන්පුට් කරන සංඥාව සමග පැමිණිය හැකි ඩීසී වෝල්ටියතාව බ්ලොක් කිරීමට C1 කැපෑසිටරය සවි කළ යුතුය. නැතහොත් එලෙස ඇතුලුවන අනවශ්‍ය ඩීසී වෝල්ටියතාව නිසා ඩයෝඩයේ බයස් එක වෙනස් කරාවි. එලෙසම ඩයෝඩය බයස් කිරීමට යොදා ගත් විභවය අවුට්පුට් වීම වැලැක්වීමටත් C2 නම් කප්ලිං කැප් එක සවි කළ යුතුය. තවද, තවත් වෙනස්කම් කිහිපයක් සිදු කිරීමෙන් ඉහත පරිපථය තවත් උසස් තත්වයට ගෙන ආ හැකියි.

ඩයෝඩය හරහා යෑමට එවන කුඩා සංඥාවෙන් කොටසක් බයස් පරිපථ කොටස හරහා යෑමට උත්සහ කළ හැකියි. එය වැලැක්වීමට පහත රූපයේ දැක්වෙන පරිදි වෙනස්කම් කළ හැකියි. කොයිලය හරහා අධිසංඛ්‍යාතයන් ගමන් කිරීමට අධෛර්යමත් කරයි. කොයිලයේ තිබෙන ප්‍රතිරෝධයට අමතරව ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ධ කළ රෙසිස්ටරයක්ද යෙදිය හැකියි (කොයිලයේ ප්‍රතිරෝධය ප්‍රමාණවත් නොවෙයි නම්). එසේ අධෛර්යමත් කළ විටත් තවමත් ඉතාම සුලු වශයෙන් ගමන් කරන අධිසංඛ්‍යාතයන් ඇතොත් එයද භූගත කිරීමට තමයි කැපෑසිටරයක් (C3) සවි කර තිබෙන්නේ. දෙවැනි පොතෙන් මෙවැනි පරිපථ කොටස් සැලසුම් කරන අයුරු ඔබ ඉගෙන ගෙන ඇත.



අවශ්‍ය නම්, පහත රූපයේ ආකාරයෙන්ද එම පරිපථය සැකසිය හැකියි. මෙහි දැක්වෙන්නේ යම් ඍණ වෝල්ටියතාවකින් පෙර නැඹුරු කිරීමයි. එවිට එය ඉහත පරිපථ මෙන්ම ක්‍රියා කරනවා. මෙම පරිපථයතටත් අවශ්‍ය නම්, ඉහත රූපයේ පෙන්වූ අධිසංඛ්‍යාත පෙරන පරිපථ කොටස් සම්බන්ධ කළ හැකියි.



තවද, ඩයෝඩය හරහා යන සංඥාවේ සංඛ්‍යාතය ගැනද සැලකිලිමත් විය යුතුය. අඩු සංඛ්‍යාත සංඥාවලට කිසිදු ගැටලුවක් නැත. මෙවිට, ඩයෝඩය ඔන් කළ විට සංඥාව විකෘති නොවී ඩයෝඩය හරහා ගමන් කරන අතර, ඩයෝඩය ඕෆ් කළ විට සංඥාවෙන් පොඩ්ඩක්වත් අවුට්පුට් වන්නේ නැත. එහෙත් සංඛ්‍යාතය වැඩි වන විට ගැටලුවක් ඇති වේ. ඩයෝඩය ඔන් කළ විට ඩයෝඩය හරහා සුපුරුදු ලෙසම අධිසංඛ්‍යාත සංඥා ගමන් කරයි. එහෙත් ඩයෝඩය ඕෆ් කළ විටත් එම සංඥාව ඉතා දුර්වල (attenuated) මට්ටමින් අවුට්පුට් වේ. 100%ක්ම සංඥාව අහෝසි වන්නේ නැත. ඊට හේතුව ඩයෝඩයේ තිබෙන ඩයෝඩ ධාරිතාවයි. එම ධාරිතාව ඉතාම කුඩා වුවත් අධිසංඛ්‍යාතවලදී කුඩා ධාරිතා හරහා වුවද සංඥා තරමක පහසුවෙන් ගමන් කරන බව ඔබ මීට පෙර ඉගෙන තිබෙනවා. මීට පිළියම වන්නේ ඩයෝඩ ධාරිතාව තවත් අඩු ඩයෝඩයක් යෙදීමයි. මෙවැනි ඩයෝඩ switching diode ලෙස හඳුන්වනවා (මේවා සාමාන්‍ය රෙක්ටිෆයර් ඩයෝඩ නොවේ).

මෙතෙක් සලකා බැලූ ඩයෝඩ් ස්විචිං පරිපථවල ඩයෝඩය පවතින්නේ සංඥාව සමඟ ශ්‍රේණිගතවයි. එවිට, එම ඉන්පුට් කරපු සංඥාව "ඩයෝඩ ස්විචය" හරහා ගොස් අවුට්පුට් වේ. එනිසා මෙය ශ්‍රේණිගත ඩයෝඩ ස්විචය (series diode switching) ලෙස හැඳින්විය හැකියි. එහෙත් පහත රූපයේ ආකාරයටද ඩයෝඩ ස්විචයක් සෑදිය හැකියි. මෙහිදී ඩයෝඩය පවතින්නේ සංඥාව හා භූගතය අතරයි. ඒ කියන්නේ ඉන්පුට් හා අවුට්පුට් අධියර දෙක අතර සමාන්තරගතවයි ඩයෝඩ ස්විචය පවතින්නේ. මෙය සමාන්තරගත ඩයෝඩ ස්විචය (shunt diode switching) ලෙස හැඳින්වේ.



සීරීස් වින්‍යාසයේදී ඩයෝඩය ඔන් කළ විට සංඥාව අවුට්පුට් වේ; එහෙත් ෂන්ට් වින්‍යාසයේදී ඩයෝඩය ඔන් කළ විට සංඥාව ඕෆ් වේ (එනම් සංඥාව භූගත වේ). එලෙසම, සීරීස් වින්‍යාසයේදී ඩයෝඩය ඕෆ් කළ විට සංඥාවද ඕෆ් වන අතර, ෂන්ට් ක්‍රමයේදී ඩයෝඩය ඕෆ් කළ විට සංඥාව අවුට්පුට් වේ. මෙම වින්‍යාස දෙක අතර ඇති වෙනස එයයි. මෙතෙක් පැවසූ සියලු කාරණා මේ ක්‍රම දෙක සඳහාම වලංගුද වේ. අවශ්‍ය නම්, ඉහත වින්‍යාස දෙකම එකට යෙදූ සංයුක්ත ඩයෝඩ ස්විචයක්ද සෑදිය හැකියි. එවිට ඉන්පුට් සංඥාව ඔන් ඕෆ් කිරීම තවදුරටත් ශක්තිමත් වේ.



ඉහත ඩයෝඩ් ස්විචිං පරිපථවලට කුඩා වෙනස්කම් සිදුකර, යම් සංඥාවක් ගමන් කළ විවිධ යුතු විවිධ මාර්ගවලට යොමු කරන පරිපථද සෑදිය හැකියි නේද? උදාහරණයක් ලෙස පහත පරිපථයෙන් දැක්වෙන්නේ ඉන්පුට් සංඥා 4කින් තමන් කැමති එකක් අවුට්පුට් කිරීමට සලස්වන පරිපථයකි (selector circuit). තමන් තෝරාගන්නා චැනලය දැක්වීමට එල්ඊඩී 4ක්ද යොදා ඇත. මෙම එක් එක් බල්බයට අවශ්‍ය විදුලිය සැපයීමටයි R1, R2, R3, R4 රෙසිස්ටර් තිබෙන්නේ. පරිපථයේ ගමන් කරන සංඥා බල්බවලට ඇති කළ හැකි බලපෑම අවම කිරීමටයි ඩිකප්ලිං කැප් (C5, C6, C7, C8) යොදා තිබෙන්නේ. අනෙක් කොටස් විසින් ඔබ මීට කලින් උගත් ඩයෝඩ ස්විච් 4ක් සාදයි. L5, C10, R5 යන කොටස විසින් ඩයෝඩ ස්විච 4හිම බයස් පරිපථ කොටස් ග්‍රවුන්ඩ් කරනවා (වරකට එක් ස්විචයක් පමණක් ක්‍රියාත්මක වන නිසා වෙන වෙනම ග්‍රවුන්ඩ් කරන පරිපථ කොටස් 4ක් වෙනුවට තනි එකක් යෙදිය හැකියි).



ඉලෙක්ට්‍රෝනික්ස් (electronics) ...

2 comments:

  1. ස්තුතියි නවත්වන්න එපා දිගටම ලියන්න , මේ ලිපි රටක් වටිනවා

    ReplyDelete