Dioda połączenia P-N i dioda Zenera
Dioda jest najprostszym elementem półprzewodnikowym, który ma jedno połączenie PN i dwa zaciski. Jest to element pasywny, ponieważ prąd płynie w jednym kierunku. Natomiast dioda Zenera pozwala na przepływ prądu wstecznego.
Co to jest dioda Zenera?
Przez nieprzepuszczalne spolaryzowane połączenie p-n płynie mały prąd wsteczny o stałym przepływie nasycenia. Jednak w rzeczywistej diodzie, gdy napięcie nieprzeniknionej polaryzacji przekracza pewną wartość, pojawia się nagły wyciek prądu, tak że prąd ostatecznie zwiększa się praktycznie bez jakiegokolwiek dalszego wzrostu napięcia.
Wartość napięcia, w którym powstaje nagły wyciek prądu, nazywana jest napięciem przebicia lub Zenera. Istnieją dwie fizyczne przyczyny, które prowadzą do uszkodzenia bariery p-n. W bardzo wąskich barierach, które są wytwarzane przez bardzo duże zanieczyszczenie półprzewodników typu p i n, elektrony walencyjne mogą być tunelowane przez barierę. Zjawisko to tłumaczy się falową naturą elektronu.
Podział tego typu nazywany jest podziałem Zenera, według naukowca, który wyjaśnił to po raz pierwszy. W szerszych barierach, nośniki mniejszościowe swobodnie przekraczające barierę mogą uzyskać wystarczającą prędkość przy wysokich natężeniach pola, aby przełamać wiązania walencyjne w obrębie bariery. W ten sposób powstają dodatkowe pary otworów elektronowych, które przyczyniają się do wzrostu prądu.
Charakterystyka napięcia zasilania diody Zenera dla pola polaryzacji pasma nie różni się od charakterystyki wspólnej diody półprzewodnikowej prostownika. W dziedzinie nieprzepuszczalnej polaryzacji penetracje diody Zenera mają zwykle niższe wartości niż napięcia penetrujące zwykłych diod półprzewodnikowych i działają tylko w dziedzinie nieprzepuszczalnej polaryzacji.
Po zerwaniu połączenia p-n prąd może być ograniczony do pewnej dopuszczalnej wartości tylko z oporem zewnętrznym, w przeciwnym razie diody zostaną zniszczone. Wartości napięcia przenikania diody Zenera mogą być kontrolowane podczas procesu produkcji. Umożliwia to wytwarzanie diod o napięciu przebicia kilku woltów do kilkuset woltów.
Diody o napięciu przebicia mniejszym niż 5 V nie mają wyraźnie wyraźnego napięcia przebicia i mają ujemny współczynnik temperaturowy (wzrost temperatury zmniejsza napięcie Zenera). Diody o UZ> 5V mają dodatni współczynnik temperaturowy (wzrost temperatury zwiększa napięcie Zenera). Diody Zenera są stosowane jako stabilizatory i ograniczniki napięcia.
Różnica między diodą P-N i diodą Zenera
Dioda jest elementem elektronicznym, który umożliwia przepływ energii elektrycznej w jednym kierunku bez oporu (lub z bardzo małą opornością), podczas gdy w przeciwnym kierunku ma nieskończony (lub co najmniej bardzo duży) opór. Z kolei diody Zenera umożliwiają odwrócenie przepływu prądu po osiągnięciu napięcia Zenera.
Dioda P-n składa się z dwóch warstw półprzewodnikowych (typ p - anoda i typ n - katoda). W przypadku diod Zenera, stężenia zanieczyszczeń w półprzewodnikach muszą być dokładnie określone (zwykle znacznie wyższe niż w diodach p-n) w celu uzyskania pożądanego napięcia przebicia.
Te pierwsze są używane jako prostowniki, kształtowniki fal, przełączniki, mnożniki napięcia. Diody Zenera są najczęściej stosowane jako stabilizatory napięcia.
Dioda połączenia P-N z diodą Zenera
Podsumowanie diody złącza P-N i diody Zenera
- Diody połączeniowe P-n są wykonane z dwóch (p i n) warstw półprzewodnikowych, pozwalających prądowi płynąć tylko w jednym kierunku, w związku z czym wykorzystywane są jako prostowniki.
- Diody Zenera są specyficznie domieszkowane, mogące transmitować prąd w obu kierunkach. Najczęściej używane jako stabilizatory napięcia.
