Ero P-N-risteysdiodin ja Zener-diodin välillä

Diodi on yksinkertaisin puolijohde-elementti, jolla on yksi PN-liitäntä ja kaksi napaa. Se on passiivinen elementti, koska virta virtaa yhteen suuntaan. Zener-diodi päinvastoin sallii vastavirran virtaamisen.

Mikä on P-N-liitosdiodi?

N-tyyppisissä puolijohteissa elektronit ovat latauksen pääkantoaaltoja, kun taas p-tyyppisissä puolijohteissa pääkantoaallot ovat reikiä. Kun p- ja n-tyyppiset puolijohteet kytketään (mikä käytännössä toteutetaan paljon monimutkaisemmalla teknologisella prosessilla kuin yksinkertainen kytkentä), koska elektronien pitoisuus n-tyypissä on paljon suurempi kuin p- tyyppi, tapahtuu elektronien ja reikien diffuusio, jonka tavoitteena on tasoittaa pitoisuus puolijohderakenteen kaikissa osissa. Siten elektronit alkavat liikkua keskittyneemmistä paikoissa, joissa konsentraatio on vähemmän, ts. N-tyypin suunnasta p-tyyppiseen puolijohteeseen..

Samoin tämä pätee reikiin, jotka siirtyvät p-tyyppisestä n-tyyppiseen puolijohteeseen. Yhdisteen rajalla tapahtuu rekombinaatio, ts. Reikien täyttö elektroneilla. Siten yhdisteen rajan ympärille muodostuu kerros, jossa tapahtui elektronien ja reikien hylkäämistä ja joka on nyt osittain positiivinen ja osittain negatiivinen.

Kuten kentän ympärillä muodostuu negatiivinen ja positiivinen sähköistyminen, muodostuu sähkökenttä, jolla on suunta positiivisesta negatiiviseen varaukseen. Toisin sanoen perustetaan kenttä, jonka suunta on sellainen, että se vastustaa elektronien tai reikien edelleen liikettä (kentän vaikutuksen alaisten elektronien suunta on kentän suunnan vastainen).

Kun kentän voimakkuus kasvaa riittävästi elektronien ja reikien lisäliikkeiden estämiseksi, diffuusi liike loppuu. Sitten sanotaan, että p-n-risteykseen muodostuu spatiaalinen varausalue. Tämän alueen päätepisteiden potentiaalieroa kutsutaan potentiaalisiksi esteiksi.

Suurimmat panoksen kantajat, risteyksen molemmilla puolilla, eivät pysty kulkemaan normaaleissa olosuhteissa (vieraan kentän puuttuessa). Sähkökenttä on muodostettu alueellisen kuormituksen alueelle, joka on vahvin risteyksen rajalla. Huoneenlämpötilassa (lisäaineen tavanomaisella pitoisuudella) tämän esteen potentiaaliero on noin 0,2 V piille tai noin 0,6 V germaniumdiodeille.

Mikä on Zener-diodi?

Läpäisemättömän polarisoidun p-n-liitännän kautta virtaa pieni vakiokylläisyyden käänteisvirta. Todellisessa diodissa, kun läpäisemättömän polarisaation jännite kuitenkin ylittää tietyn arvon, tapahtuu virran äkillinen vuoto, niin että virta lopulta kasvaa käytännöllisesti katsoen lisäämättä jännitettä.

Jännitteen arvoa, jossa äkillinen virtavuoto syntyy, kutsutaan katkeamiseksi tai Zener-jännitteeksi. On fyysisesti kaksi syytä, jotka johtavat p-n-esteen hajoamiseen. Hyvin kapeissa esteissä, jotka johtuvat p ja n-tyyppisten puolijohteiden erittäin suuresta saastumisesta, valenssielektronit voidaan tunneloida esteen läpi. Tämä ilmiö selitetään elektronin aalto-luonteella.

Tämän tyyppistä erittelyä kutsutaan ensin selittäneen tutkijan mukaan Zenerin erittelyksi. Laajemmissa esteissä vapaasti esteen ylittävät vähemmistökuljettajat voivat saavuttaa riittävän nopeuden suurilla kentänvoimakkuuksilla hajottaakseen valenssisidokset esteessä. Tällä tavalla luodaan lisäparia elektronireikiä, jotka vaikuttavat virran kasvuun.

Zener-diodin tehojänniteominaisuudet kaistanleveyden polarisaatioalueella eivät eroa yhteisen tasasuuntaajan puolijohdediodin ominaisuuksista. Läpäisemättömän polarisaation alalla Zener-diodin läpäisyillä on yleensä pienemmät arvot kuin tavallisten puolijohdediodien läpäisevillä jännitteillä, ja ne toimivat vain läpäisemättömän polarisaation alueella..

Kun p-n-yhteys katkeaa, virta voidaan rajoittaa tiettyyn sallittuun arvoon vain ulkoisella vastuksella, muuten diodit tuhoutuvat. Zener-diodin läpäisevän jännitteen arvoja voidaan hallita tuotantoprosessin aikana. Tämä mahdollistaa diodien tuottamisen usean voltin ja useiden satojen volttien jakautumisjännitteellä.

Diodeilla, joiden hajoamisjännite on pienempi kuin 5 V, ei ole selkeästi ilmaistua jakautumisjännitettä ja niillä on negatiivinen lämpötilakerroin (lämpötilan nousu alentaa Zener-jännitettä). Diodeilla, joiden UZ on> 5 V, on positiivinen lämpötilakerroin (lämpötilan nousu lisää Zener-jännitettä). Zener-diodeja käytetään stabilisaattoreina ja jännitteenrajoittimina.

Ero P-N-risteysdiodin ja Zener-diodin välillä

1. Määritelmä P-N-risteysdiodi ja Zener-diodi

Diodi on elektroninen komponentti, joka sallii sähkön virtauksen yhteen suuntaan ilman vastusta (tai jolla on hyvin pieni vastus), kun taas vastakkaiseen suuntaan on ääretön (tai ainakin erittäin korkea) vastus. Zener-diodit, päinvastoin, sallivat käänteisen virran virtauksen, kun Zener-jännite saavutetaan.

2. P-N-risteysdiodin ja Zener-diodin rakentaminen

P-n-liitosdiodi koostuu kahdesta puolijohdekerroksesta (p-tyyppi - anodi ja n-tyyppi - katodi). Zener-diodien tapauksessa epäpuhtauksien pitoisuudet puolijohteissa on määritettävä tarkasti (tyypillisesti huomattavasti korkeampi kuin p-n-diodeissa) halutun jakamisjännitteen saamiseksi..

3. P-N-kytkentädiodin ja Zener-diodin käyttö

Ensimmäisiä käytetään tasasuuntaajina, aallonmuuntajina, kytkiminä ja jännitteen kertoimina. Zener-diodeja käytetään useimmiten jännitestabiloijina.

P-N-risteysdiodi vs. Zener-diodi

Yhteenveto P-N-risteysdiodista ja Zener-diodista

• P-n-liitosdiodit on valmistettu kahdesta (p ja n) puolijohdekerroksesta, jotka sallivat virran virrata vain yhteen suuntaan, joten niitä käytetään tasasuuntaajina.
• Zener-diodit on erityisesti seostettu, ja ne voivat siirtää virtaa molempiin suuntiin. Yleisimmin käytetty jännitteen stabilisaattoreina.