रिसाव (इलेक्ट्रॉनिक्स)

इलेक्ट्रानिक्स में, रिसाव एक सीमा के पार विद्युत ऊर्जा का क्रमिक हस्तांतरण है जिसे सामान्य रूप से इन्सुलेट के रूप में देखा जाता है, जैसे चार्ज संधारित्र का सहज निर्वहन, अन्य घटकों के साथ ट्रांसफार्मर के चुंबकीय युग्मन, या "ऑफ़" स्थिति या रिवर्स-पोलराइज़्ड डायोड में ट्रांजिस्टर के पार धारा का प्रवाह है।

संधारित्र में
चार्ज किए गए कैपेसिटर से ऊर्जा का धीरे-धीरे नुकसान मुख्य रूप से कैपेसिटर से जुड़े इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, जैसे ट्रांजिस्टर या डायोड के कारण होता है, जो बंद होने पर भी थोड़ी मात्रा में करंट का संचालन करते हैं। भले ही यह ऑफ करंट चालू होने पर डिवाइस के माध्यम से करंट से कम परिमाण का एक क्रम है, फिर भी करंट धीरे-धीरे कैपेसिटर को डिस्चार्ज करता है। संधारित्र से रिसाव के लिए एक अन्य योगदान कैपेसिटर में प्रयुक्त कुछ ढांकता हुआ पदार्थों की अवांछित अपूर्णता से होता है, जिसे अपरिचालक रिसाव भी कहा जाता है। यह ढांकता हुआ सामग्री का आदर्श इन्सुलेटर नहीं होने और कुछ गैर-शून्य चालकता होने का परिणाम है, जिससे रिसाव प्रवाह की अनुमति मिलती है, जिससे धीरे-धीरे संधारित्र का निर्वहन होता है।

अन्य प्रकार का रिसाव तब होता है जब करंट किसी वैकल्पिक मार्ग से प्रवाहित होने के बजाय इच्छित सर्किट से बाहर निकल जाता है। इस प्रकार का रिसाव अवांछनीय है क्योंकि वैकल्पिक मार्ग से प्रवाहित होने वाली धारा क्षति, आग, आरएफ शोर, या बिजली के झटके का कारण बन सकती है। इस प्रकार के रिसाव को यह देखकर मापा जा सकता है कि परिपथ में किसी बिंदु पर धारा का प्रवाह दूसरे बिंदु पर प्रवाह से मेल नहीं खाता है। उच्च-वोल्टेज प्रणाली में रिसाव, रिसाव के संपर्क में आने वाले व्यक्ति के लिए घातक हो सकता है, जैसे कि जब कोई व्यक्ति गलती से एक उच्च-वोल्टेज विद्युत लाइन को ग्राउंड कर देता है।

इलेक्ट्रॉनिक संयोजनों और सर्किट के बीच
रिसाव का मतलब परिपथ से दूसरे परिपथ में ऊर्जा का अवांछित स्थानांतरण भी हो सकता है। उदाहरण के लिए, फ्लक्स की चुंबकीय रेखाएं पूरी तरह से बिजली ट्रांसफार्मर के कोर के भीतर ही सीमित नहीं होंगी; एक अन्य सर्किट ट्रांसफॉर्मर से जुड़ सकता है और बिजली के मेन्स की आवृत्ति पर कुछ लीक ऊर्जा प्राप्त कर सकता है, जो ऑडियो एप्लिकेशन में श्रव्य गुंजन का कारण होगा।

लीकेज करंट भी कोई करंट होता है जो तब बहता है जब आदर्श करंट शून्य होता है। इलेक्ट्रॉनिक असेंबलियों में ऐसा मामला होता है जब वे स्टैंडबाय, अक्षम या "स्लीप" मोड (स्टैंडबाय पावर) में होते हैं। ये उपकरण पूर्ण संचालन के दौरान सैकड़ों या हजारों मिलीमीटर की तुलना में एक या दो माइक्रोएम्पीयर को अपनी शांत अवस्था में आकर्षित कर सकते हैं। उपभोक्ता के लिए बैटरी चलाने के समय पर उनके अवांछनीय प्रभाव के कारण ये लीकेज धाराएं पोर्टेबल डिवाइस निर्माताओं के लिए एक महत्वपूर्ण कारक बन रही हैं।

जब बिजली या इलेक्ट्रॉनिक असेंबली की आपूर्ति करने वाले बिजली सर्किट में मुख्य फिल्टर का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, परिवर्तनीय आवृत्ति ड्राइव या एसी-डीसी पावर कनवर्टर, रिसाव धाराएं "वाई" कैपेसिटर के माध्यम से बहती हैं जो लाइव और तटस्थ कंडक्टर के बीच जुड़ी होती हैं अर्थिंग या ग्राउंडिंग कंडक्टर।

इन कैपेसिटर्स के माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा विद्युत लाइन आवृत्तियों पर कैपेसिटर्स के प्रतिबाधा के कारण होती है। लीकेज करंट की कुछ मात्रा को सामान्यतः स्वीकार्य माना जाता है, हालांकि, अत्यधिक लीकेज करंट, 30 mA से अधिक, उपकरण के उपयोगकर्ताओं के लिए खतरा पैदा कर सकता है। कुछ अनुप्रयोगों में, उदाहरण के लिए, रोगी संपर्क वाले चिकित्सा उपकरण, लीकेज करंट की स्वीकार्य मात्रा काफी कम हो सकती है, 10 mA से कम।

अर्धचालकों में
अर्धचालक उपकरणों में, रिसाव क्वांटम घटना है जहां मोबाइल चार्ज वाहक (इलेक्ट्रॉन या छेद) एक इन्सुलेटिंग क्षेत्र के माध्यम से सुरंग बनाते हैं। इंसुलेटिंग क्षेत्र की मोटाई कम होने से रिसाव तेजी से बढ़ता है। अत्यधिक डोप किए गए पी-टाइप और एन-टाइप सेमीकंडक्टर्स के बीच सेमीकंडक्टर जंक्शनों में टनलिंग रिसाव भी हो सकता है। गेट इंसुलेटर या जंक्शनों के माध्यम से सुरंग बनाने के अलावा, वाहक धातु ऑक्साइड सेमीकंडक्टर (एमओएस) ट्रांजिस्टर के स्रोत और नाली टर्मिनलों के बीच भी रिसाव कर सकते हैं। इसे सबथ्रेशोल्ड चालन कहा जाता है। रिसाव का प्राथमिक स्रोत ट्रांजिस्टर के अंदर होता है, लेकिन इंटरकनेक्ट के बीच इलेक्ट्रॉन भी लीक हो सकते हैं। रिसाव से बिजली की खपत बढ़ जाती है और यदि पर्याप्त रूप से बड़ा हो तो पूर्ण सर्किट विफलता हो सकती है।

लीकेज वर्तमान में कंप्यूटर प्रोसेसर के प्रदर्शन को बढ़ाने वाले मुख्य कारकों में से एक है। रिसाव को कम करने के प्रयासों में सेमीकंडक्टर में अस्वाभाविक सिलिकॉन, उच्च-κ डाइलेक्ट्रिक्स, और/या मजबूत डोपेंट स्तरों का उपयोग सम्मिलित है। मूर के नियम को जारी रखने के लिए रिसाव में कमी के लिए न केवल नए भौतिक समाधानों की आवश्यकता होगी, बल्कि उचित प्रणाली डिजाइन की भी आवश्यकता होगी।

कुछ प्रकार के सेमीकंडक्टर निर्माण दोष बढ़े हुए रिसाव के रूप में खुद को प्रदर्शित करते हैं। इस प्रकार रिसाव को मापना, या आईडीडीक्यू परीक्षण दोषपूर्ण चिप्स खोजने का एक त्वरित, सस्ता तरीका है।

बढ़ा हुआ रिसाव एक सामान्य विफलता मोड है, जो अर्धचालक उपकरण के गैर-विनाशकारी ओवरस्ट्रेस से उत्पन्न होता है, जब जंक्शन या गेट ऑक्साइड को स्थायी क्षति होती है, जो एक विनाशकारी विफलता का कारण नहीं बनती। गेट ऑक्साइड को ओवरस्ट्रेस करने से स्ट्रेस-प्रेरित लीकेज करंट हो सकता है।

द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर में, एमिटर करंट कलेक्टर और बेस करंट का योग होता है। Ie = Ic + Ib संग्राहक धारा के दो घटक होते हैं: अल्पसंख्यक वाहक और बहुसंख्यक वाहक। माइनॉरिटी करंट को लीकेज करंट कहा जाता है.

हेटरोस्ट्रक्चर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (एचएफईटी) में गेट रिसाव सामान्यतः अवरोध के भीतर रहने वाले जाल के उच्च घनत्व के लिए जिम्मेदार होता है। GaN HFETs का गेट लीकेज अब तक GaAs जैसे अन्य समकक्षों की तुलना में उच्च स्तर पर रहने के लिए देखा गया है।

लीकेज करंट को सामान्यतः माइक्रोएम्पीयर में मापा जाता है। रिवर्स-बायस्ड डायोड तापमान संवेदनशील होता है। डायोड विशेषताओं को जानने के लिए विस्तृत तापमान रेंज में काम करने वाले अनुप्रयोगों के लिए लीकेज करंट की सावधानीपूर्वक जांच की जानी चाहिए।

यह भी देखें

 * ग्रिड लीक
 * निष्क्रिय करंट
 * विद्युत प्रणालियों में हानियाँ
 * परजीवी नुकसान
 * अवशिष्ट-वर्तमान सर्किट ब्रेकर