Rozdiel medzi spojovacou diódou P-N a Zenerovou diódou

Dióda je najjednoduchší polovodičový prvok, ktorý má jedno pripojenie PN a dve svorky. Je to pasívny prvok, pretože prúd tečie jedným smerom. Zenerova dióda naopak umožňuje prúdenie spätného prúdu.

Čo je P-N Junction Diode?

V polovodičových elektrónoch typu n sú hlavnými nosičmi nabíjania, zatiaľ čo v polovodičoch typu p sú hlavnými nosičmi otvory. Keď sú polovodiče typu p a typu n spojené (čo sa v praxi realizuje oveľa komplikovanejším technologickým procesom ako jednoduchá väzba), je koncentrácia elektrónov v n-type oveľa väčšia ako koncentrácia v p- typu, dochádza k difúzii elektrónov a dier, ktorých cieľom je vyrovnanie koncentrácie vo všetkých častiach polovodičovej štruktúry. Elektróny sa tak začínajú pohybovať z koncentrovanejších miest s menšou koncentráciou, t. J. V smere n-typu k polovodičom typu p.

Podobne to platí pre diery, ktoré prechádzajú z polovodiča typu p na polovodič typu n. Na hranici zlúčeniny dochádza k rekombinácii, to znamená k vyplneniu dier elektrónmi. Teda okolo hranice zlúčeniny sa vytvára vrstva, v ktorej došlo k opúšťaniu elektrónov a dier a ktorá je teraz čiastočne pozitívna a čiastočne negatívna.

V okolí poľa sa vytvára záporná a pozitívna elektrifikácia, vytvára sa elektrické pole, ktoré má smer od kladného k zápornému nabíjaniu. To znamená, že sa vytvorí pole, ktorého smer je taký, aby bránil ďalšiemu pohybu elektrónov alebo dier (smer elektrónov pod vplyvom poľa je opačný ako smer poľa)..

Keď sa intenzita poľa dostatočne zvýši, aby sa zabránilo ďalšiemu pohybu elektrónov a dier, rozptylný pohyb ustane. Potom sa hovorí, že v križovatke p-n sa vytvorí priestorová oblasť náboja. Potenciálny rozdiel medzi koncovými bodmi tejto oblasti sa nazýva potenciálna bariéra.

Hlavní nosiče náboja na oboch stranách križovatky nie sú schopní prejsť za normálnych podmienok (bez cudzieho poľa). V oblasti priestorového zaťaženia bolo vybudované elektrické pole, ktoré je najsilnejšie na hranici križovatky. Pri izbovej teplote (s obvyklou koncentráciou prísady) je potenciálny rozdiel tejto bariéry asi 0,2 V pre kremík alebo asi 0,6 V pre germániové diódy.

Čo je Zenerova dióda?

Prostredníctvom nepriepustného polarizovaného p-n spojenia tečie malý spätný prúd s konštantnou saturáciou. Avšak v reálnej dióde, keď napätie nepreniknuteľnej polarizácie prekročí určitú hodnotu, dôjde k náhlemu úniku prúdu, takže prúd sa prakticky zvýši bez ďalšieho zvyšovania napätia..

Hodnota napätia, pri ktorom dôjde k náhlemu úniku prúdu, sa nazýva porucha alebo Zenerovo napätie. Fyzicky existujú dve príčiny, ktoré vedú k rozpadu bariéry p-n. Vo veľmi úzkych bariérach, ktoré sú produkované veľmi vysokým znečistením polovodičov typu p a n, môžu byť cez bariéru tunelové elektróny. Tento jav sa vysvetľuje vlnovou povahou elektrónu.

Členenie tohto typu sa nazýva Zenerovo rozdelenie, podľa vedca, ktorý ho prvýkrát vysvetlil. Pri širších bariérach môžu menšinoví dopravcovia voľne prechádzajúci cez bariéru získať dostatočnú rýchlosť pri vysokej intenzite poľa, aby prelomili valenčné väzby v bariére. Týmto spôsobom sa vytvoria ďalšie páry elektrónových otvorov, ktoré prispievajú k zvýšeniu prúdu.

Výkonovo-napäťová charakteristika Zenerovej diódy pre oblasť polarizácie šírky pásma sa nelíši od charakteristík spoločnej usmerňovacej polovodičovej diódy. V oblasti nepriepustnej polarizácie majú penetrácie Zenerovej diódy obvykle nižšie hodnoty ako prenikajúce napätia bežných polovodičových diód a fungujú iba v oblasti nepriepustnej polarizácie..

Akonáhle dôjde k prerušeniu spojenia p-n, prúd sa môže obmedziť na určitú povolenú hodnotu iba s vonkajším odporom, inak sa diódy zničia. Počas výrobného procesu je možné regulovať hodnoty penetračného napätia Zenerovej diódy. To umožňuje vyrábať diódy s poruchovým napätím od niekoľkých voltov do niekoľkých stov voltov.

Diódy s poruchovým napätím menším ako 5V nemajú zreteľne výrazné poruchové napätie a majú záporný teplotný koeficient (nárast teploty znižuje Zenerovo napätie). Diódy s UZ> 5V majú kladný teplotný koeficient (nárast teploty zvyšuje Zenerovo napätie). Zenerove diódy sa používajú ako stabilizátory a obmedzovače napätia.

Rozdiel medzi spojovacou diódou P-N a Zenerovou diódou

1. Definícia spojovacej diódy P-N a Zenerovej diódy

Dióda je elektronický komponent, ktorý umožňuje tok elektriny v jednom smere bez odporu (alebo s veľmi malým odporom), zatiaľ čo v opačnom smere má nekonečný (alebo aspoň veľmi vysoký) odpor. Zenerove diódy naopak umožňujú obrátený tok prúdu, keď sa dosiahne Zenerovo napätie.

2. Konštrukcia prepojovacej diódy P-N a Zenerovej diódy

Spojovacia dióda P-n pozostáva z dvoch polovodičových vrstiev (typ p - anóda an typ - katóda). V prípade Zenerových diód sa musia presne určiť koncentrácie nečistôt v polovodičoch (zvyčajne výrazne vyššie ako v d-dióde), aby sa dosiahlo požadované napätie pri roztrhnutí..

3. Aplikácia prepojovacej diódy P-N a Zenerovej diódy

Prvé sa používajú ako usmerňovače, vlnové tvarovače, prepínače, multiplikátory napätia. Ako stabilizátory napätia sa najčastejšie používajú Zenerove diódy.

Spojovacia dióda P-N vs. Zenerova dióda

Zhrnutie prepojovacej diódy P-N a Zenerovej diódy

• Spojovacie diódy P-n sú vyrobené z dvoch polovodičových vrstiev (p a n), ktoré umožňujú prúdenie prúdu iba v jednom smere, a preto sa používajú ako usmerňovače..
• Zenerove diódy sú špecificky dopované a sú schopné prenášať prúd v oboch smeroch. Najčastejšie sa používajú ako stabilizátory napätia.