Dióda je dva koncové elektrické komponenty, ktoré sa zvyknú používať stavať rôzne elektrické a elektronické obvody . Dióda sa skladá z dvoch elektród, konkrétne z anódy a katódy. Väčšina diód je vyrobená z polovodičových materiálov, ako sú SI, Ge atď. Hlavnou funkciou diódy je vedenie elektrického prúdu iba jedným smerom. Medzi aplikácie diódy patria spínače, regulátory napätia, oscilátory, usmerňovače, signálne miešače atď. Na trhu sú k dispozícii rôzne typy diód, ako napríklad Zenerova dióda, lavínová dióda, LED, laser, Schottky atď.
Lavínová dióda
Tento článok pojednáva o stručných informáciách o konštrukcii a prevádzke lavínovej diódy. Lavínová dióda je jeden druh diódy, ktorá je navrhnutá na to, aby došlo k poruche lavíny pri konkrétnom napätí s reverzným predpätím. Križovatka diódy je navrhnutá hlavne na zastavenie koncentrácie prúdu, aby bola dióda v bezpečí pri poruche.
Čo je to lavínová dióda?
Lavínová dióda je jediný druh polovodičové zariadenie špeciálne navrhnuté na prácu v oblasti reverznej poruchy. Tieto diódy sa používajú ako poistné ventily, ktoré sa používajú na riadenie tlaku v systéme na ochranu elektrických systémov pred prebytkom napätia. Symbol tohto dióda je rovnaká ako Zenerova dióda . Lavínová dióda sa skladá z dvoch svoriek, a to anódy a katódy. Symbol lavínovej diódy je podobný normálnej dióde, ale s ohybovými hranami vertikálneho pruhu, ktorý je znázornený na nasledujúcom obrázku.
Lavínová dióda
Stavba lavínovej diódy
Lavínová dióda sa spravidla vyrába z kremíka alebo iných polovodičových materiálov. Konštrukcia tejto diódy je podobná ako v Zenerova dióda , okrem toho, že sa dopingová hladina v tejto dióde zmení zo Zenerovej diódy. Tieto diódy sú vysoko dotované. Šírka oblasti vyčerpania v tejto dióde je teda veľmi malá. Kvôli tejto oblasti dochádza k reverznej poruche pri nižšom napätí v tejto dióde.
Na druhej strane sú lavínové diódy dotované ľahko. Šírka depléčnej vrstvy lavínovej diódy je teda veľmi veľká vzhľadom na Zenerovu diódu. Kvôli tejto veľkej oblasti vyčerpania dochádza k reverznému rozkladu pri vyšších napätiach v dióde. Priraďovacie napätie tejto diódy je opatrne lokalizované riadením dopingovej úrovne vo výrobe.
Fungovanie lavínovej diódy
Hlavnou funkciou normálnej diódy je umožniť elektrický prúd iba v jednom smere, to znamená v smere dopredu. Keďže lavínová dióda umožňuje prúd v oboch smeroch. Táto dióda je však špeciálne navrhnutá na prácu v stave so spätným predpätím, keď napätie prekročí napätie pri poruche v stave so spätným predpätím. Napätie, pri ktorom sa neočakávane zvyšuje elektrický prúd, sa nazýva prierazné napätie.
Stavba lavínovej diódy
Keď napätie v stave spätného predpätia privedené na túto diódu potom prekročí priraďovacie napätie, dôjde k rozpadu spojenia. Toto rozdelenie križovatky je pomenované ako lavínové zrútenie. Kedykoľvek je na túto diódu aplikované predpätie, potom začne pracovať ako bežná spojovacia dióda p-n povolením elektrického prúdu cez ňu.
Kedy spätne predpäté napätie sa aplikuje na lavínovú diódu, potom sa nosiče väčšiny náboja v polovodičoch typu P a N presunú preč z križovatky PN. V dôsledku toho sa zväčšuje šírka oblasti vyčerpania. Väčšina dopravcov teda nepovolí elektrický prúd. Aj keď nosiče menšinových nábojov vedia o odpudivej sile z vonkajšieho napätia.
Výsledkom je, že tok menšinových nosičov náboja z typu p do typu n a typu n do typu p pohybom elektrického prúdu. Súčasný prúd presunutý menšinovými nosičmi poplatkov je však veľmi malý. Malý prúd prechádzajúci menšinovými nosičmi náboja sa nazýva zvodový zvodový prúd. Ak sa na to použije reverzné predpätie, čím ďalej sa dióda zvyšuje, menšinové nosiče náboja získajú veľké množstvo energie a rýchlejšie sa dostanú k lepším rýchlostiam.
Voľne sa pohybujúce elektróny pri vysokej rýchlosti havarujú s atómami a potom prenášajú energiu na valenčné elektróny. Valenčné elektróny, ktoré získavajú dostatok energie z rýchlych elektrónov, sa oddelia od pôvodného atómu a premenia sa na voľné elektróny. Tieto elektróny sú opäť urýchlené. Keď sa tieto voľné elektróny zrazia s inými atómami, odbúravajú viac elektrónov. Kvôli tejto neustálej zrážke s molekulami vzniká obrovské množstvo voľných elektrónov alebo dier. Toto obrovské množstvo voľných elektrónov zadržiava preťažovací prúd v dióde.
Kedykoľvek na diódu pôsobí reverzné napätie, potom sa neustále zvyšuje. Na nejakom konci dôjde k rozpadu lavíny a rozpadu križovatky. V tomto okamihu malé zvýšenie napätia rýchlo zvýši elektrický prúd. Toto neočakávané zvýšenie prúdu môže trvale zničiť bežnú spojovaciu diódu. Lavínové diódy sa síce nemôžu poškodiť, pretože sú opatrne navrhnuté tak, aby fungovali v oblasti rozpadu lavíny.
Priraďovacie napätie diódy
Napätie pri rozpade lavínovej diódy závisí od hustoty dopingu. Zvyšovanie hustoty dopingu zníži priraďovacie napätie diódy.
Priraďovacie napätie diódy
Aplikácie lavínovej diódy
Medzi aplikácie lavínovej diódy patrí:
- Na ochranu obvodu sa používa lavínová dióda. Keď sa napätie reverzného predpätia začne zvyšovať, dióda zámerne spustí lavínový efekt pri stálom napätí.
- To spôsobí, že dióda začne vykonávať prúd bez toho, aby sa zranila, a prepne z nej extrémny výkon elektrických obvodov k jeho uzemňovaciemu terminálu.
- Dizajnéri viac využívajú diódu pre ochrana obvodu pred nežiaducim napätím .
- Tieto diódy sa používajú ako generátory bieleho šumu.
- Lavínové diódy produkujú vysokofrekvenčný šum, zvyčajne sa používajú ako zdroje hluku v rádiových zariadeniach. Napríklad sa často používajú ako zdroj vysokej frekvencie pre mosty anténnych analyzátorov. Lavínové diódy sa používajú na generovanie mikrovlnnej frekvencie.
Toto je teda všetko o lavínových diódach, konštrukcii, práci a aplikáciách. Ďalej akékoľvek pochybnosti týkajúce sa tohto konceptu alebo vedieť o rôznych druhoch diód , poskytnite nám spätnú väzbu prostredníctvom komentárov v sekcii komentárov nižšie. Tu je otázka, aká je funkcia lavínovej diódy?
