मान लें कि परिपथ [चित्र ] में सिलिकॉन डायोड को अपने I-V अभिलाक्षणिक के घुटना-बिंदु (knee point ) ( 0.7 V ) से ऊपर होने के लिए 1 mA की न्यूनतम धारा की आवश्यकता है। यह भी मान लें कि डायोड के सिरों पर वोल्टता, घुटना -बिंदु से ऊपर धारा पर निर्भर नहीं।
(a) यदि `V_(B) = 5V`, तो R का अधिकतम मान क्या होना चाहिए कि वोल्टता, घुटना -बिंदु से ऊपर चाहिए ?
(b) यदि `V_(B) =5V`, तो परिपथ में 5mA की धारा स्थापित करने के लिए R का क्या मान होना चाहिए ?
( c ) जब `V_(B) = 6V` पर परिपथ में 5 m A धारा बहे, तो प्रतिरोध R और डायोड में कितनी शक्ति क्षयित होती है ?
(d ) यदि `R = 1 k Omega`, तो डायोड को घुटना -बिंदु से ऊपर रखने के लिए कितनी निम्नतम वोल्टता `V_(n)` आवश्यक है ?

Explanation

मान लें कि प्रतिरोध R के सिरों पर विभवांतर, `V_(R )` और डायोड D के सिरों पर विभवांतर, `V_(D)` है।
स्पष्टतया, `V_(B)=V_(R) + V_(D)`
या `V_(B) = IR +V_(D)` ....(i)
(a) जब `I =1 mA = 10^(-3) A`, तो
`V_(D) = V_(k)` (घुटना -बिंदु वोल्टता) = 0.7 V
फिर क्योंकि `V_(B) = 5V`, इसलिए समीकरण (i) से
`5V = ( 10^(-3)) R + 0.7 V`
या `R = ( 5V - 0.7 V)/( 10^(-3)A) = 4.3k Omega`
( b) `l = 5mA = 5 xx 10^(-3) A`के लिए,
समीकरण (i) से `R - (V_(B) - V_(D))/(I) - (5V-0.7V)/(5 xx10^(-3)A) =0.866k Omega`
(c ) जब `V_(B) = 6 V`और `I = 5 mA = 5 xx 10^(-3) A`, तो
समीकरण (i) से `V_(R ) = V_(B) -V_(D) = 6 V - 0.7 V = 5.3 V`
प्रतिरोध में क्षायिक हुई शक्ति `= I xx V_(R ) = ( 5 xx 10^(-3) A) ( 5.3 V)`
= 26.5m W
डायोड में क्षायिक हुई शक्ति `= I xx V_(D ) = ( 5 xx 10^(-3) A)( 0.7 V)`
= 3.5 mW
(d) जब `R = 1 k Omega = 1000 Omega`, तो
`V_(B)= V_(R )+ V_(D) = IR + V_(k)`
`V_(B)` निम्नतम होगी जब I निम्नतम हो क्योंकि `V_(k)` स्थिर है। क्योंकि `V_(D) = V_(k)` पर I का निम्नतम मान 1 mA है, इसलिए
`V_(B) = ( 10^(-3)a) ( 1000 Omega ) + 0.7 V = 1.7 V`