Η δίοδος είναι ένα ηλεκτρικό εξάρτημα δύο ακροδεκτών κατασκευάστε διάφορα ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά κυκλώματα . Η δίοδος αποτελείται από δύο ηλεκτρόδια, δηλαδή την άνοδο και την κάθοδο. Οι περισσότερες από τις διόδους κατασκευάζονται με υλικά ημιαγωγών όπως SI, Ge κ.λπ. Οι εφαρμογές της διόδου περιλαμβάνουν διακόπτες, ρυθμιστές τάσης, ταλαντωτές, ανορθωτές, μίκτες σήματος κ.λπ. Υπάρχουν διάφοροι τύποι διόδων που διατίθενται στην αγορά όπως δίοδος Zener, δίοδος χιονοστιβάδας, LED, λέιζερ, Schottky κ.λπ.
Δίοδος χιονοστιβάδας
Αυτό το άρθρο ασχολείται με μια σύντομη πληροφορία σχετικά με την κατασκευή και τη λειτουργία μιας δίοδος χιονοστιβάδας. Μια δίοδος χιονοστιβάδας είναι ένα είδος δίοδος που έχει σχεδιαστεί για να αντιμετωπίσει μια διάσπαση χιονοστιβάδας σε μια συγκεκριμένη αντίστροφη τάση πόλωσης. Η σύνδεση της διόδου έχει σχεδιαστεί κυρίως για να σταματήσει τη συγκέντρωση του ρεύματος έτσι ώστε η δίοδος να είναι ασφαλής από την ανάλυση.
Τι είναι μια δίοδος χιονοστιβάδας;
Μια δίοδος χιονοστιβάδας είναι ένα είδος συσκευή ημιαγωγών ειδικά σχεδιασμένο για να λειτουργεί στην αντίστροφη περιοχή κατανομής. Αυτές οι δίοδοι χρησιμοποιούνται ως ανακουφιστικές βαλβίδες που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της πίεσης του συστήματος για την προστασία των ηλεκτρικών συστημάτων από τις πλεονασματικές τάσεις. Το σύμβολο αυτού η δίοδος είναι ίδια με τη δίοδο Zener . Η δίοδος χιονοστιβάδας αποτελείται από δύο τερματικά, δηλαδή την άνοδο και την κάθοδο. Το σύμβολο της δίοδος χιονοστιβάδας είναι όμοιο με την κανονική δίοδο αλλά με τα άκρα στροφής της κατακόρυφης ράβδου που φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Δίοδος χιονοστιβάδας
Κατασκευή διόδων χιονοστιβάδας
Γενικά, η δίοδος χιονοστιβάδας κατασκευάζεται από πυρίτιο ή άλλα υλικά ημιαγωγών. Η κατασκευή αυτής της διόδου είναι παρόμοια με αυτήν η δίοδος Zener , εκτός από το επίπεδο ντόπινγκ σε αυτήν τη δίοδο αλλάζει από τη δίοδο Zener. Αυτές οι δίοδοι έχουν ντοπαριστεί σε μεγάλο βαθμό. Έτσι, το πλάτος της περιοχής εξάντλησης σε αυτήν τη δίοδο είναι πολύ μικρό. Λόγω αυτής της περιοχής, η αντίστροφη βλάβη συμβαίνει σε χαμηλότερες τάσεις σε αυτήν τη δίοδο.
Από την άλλη πλευρά, οι δίοδοι χιονοστιβάδας είναι ελαφρώς ντοπαρισμένες. Έτσι, το πλάτος του στρώματος εξάντλησης μιας δίοδος χιονοστιβάδας εκτιμάται πολύ μεγάλο από τη δίοδο Zener. Λόγω αυτής της μεγάλης περιοχής εξάντλησης, η αντίστροφη βλάβη λαμβάνει χώρα σε υψηλότερες τάσεις στη δίοδο. Η τάση διάσπασης αυτής της δίοδος εντοπίζεται προσεκτικά ελέγχοντας το επίπεδο ντόπινγκ στην κατασκευή.
Εργασία μιας δίοδος χιονοστιβάδας
Η κύρια λειτουργία της κανονικής διόδου είναι να επιτρέπει ηλεκτρικό ρεύμα σε μία μόνο κατεύθυνση, δηλαδή, προς τα εμπρός. Ενώ, δίοδος χιονοστιβάδας επιτρέπει το ρεύμα και στις δύο κατευθύνσεις. Όμως, αυτή η δίοδος έχει σχεδιαστεί ειδικά για να λειτουργεί σε αντίστροφη προκατειλημμένη κατάσταση όταν η τάση υπερβαίνει την τάση διακοπής στην αντίστροφη προκατειλημμένη κατάσταση. Η τάση με την οποία το ηλεκτρικό ρεύμα αυξάνεται απροσδόκητα ονομάζεται τάση διακοπής.
Κατασκευή διόδων χιονοστιβάδας
Όταν η τάση σε κατάσταση αντίστροφης μεροληψίας εφαρμοστεί σε αυτήν τη δίοδο τότε ξεπεράσει την τάση διακοπής, θα συμβεί διακοπή της σύνδεσης. Αυτή η κατανομή διασταύρωσης ονομάζεται ανάλυση χιονοστιβάδας. Κάθε φορά που εφαρμόζεται η τάση προς τα εμπρός πόλωση σε αυτήν τη δίοδο, τότε αρχίζει να λειτουργεί όπως μια κανονική δίοδος σύνδεσης p-n επιτρέποντας ένα ηλεκτρικό ρεύμα μέσα από αυτό.
Πότε την αντίστροφη προκατειλημμένη τάση εφαρμόζεται στη δίοδο χιονοστιβάδας, τότε οι πλειοψηφικοί φορείς φόρτισης στους ημιαγωγούς τύπου Ρ και τύπου Ν απομακρύνονται από τη σύνδεση PN. Ως αποτέλεσμα, το πλάτος της περιοχής εξάντλησης αυξάνεται. Έτσι, οι πλειοψηφικοί φορείς δεν θα επιτρέπουν ηλεκτρικό ρεύμα. Αν και, η μειοψηφία φορτίζει τους φορείς γνώση μιας απωθητικής δύναμης από την εξωτερική τάση.
Ως αποτέλεσμα, η ροή φορέων φορτίου μειοψηφίας από p-type σε n-type & n-type σε p-type μετακινώντας το ηλεκτρικό ρεύμα. Ωστόσο, το ρεύμα που μετακινούνται από τους μειονοτικούς αερομεταφορείς είναι πολύ λίγο. Το μικρό ρεύμα που περνούν οι μεταφορείς μειοψηφίας ονομάζεται ρεύμα αντίστροφης διαρροής. Εάν εφαρμοστεί αυτή η τάση αντίστροφης μεροληψίας, όσο αυξάνεται η δίοδος, οι φορείς φορτίου μειοψηφίας θα πάρουν μεγάλη ποσότητα ενέργειας και θα πάνε γρηγορότερα σε καλύτερες ταχύτητες.
Τα ελεύθερα κινούμενα ηλεκτρόνια σε υψηλή ταχύτητα θα συντρίψουν με τα άτομα και μετά θα μεταφέρουν την ενέργεια στα ηλεκτρόνια σθένους. Τα ηλεκτρόνια σθένους που λαμβάνουν επαρκή ενέργεια από τα ταχεία ηλεκτρόνια θα διαχωριστούν από το γονικό άτομο και θα μετατραπούν σε ελεύθερα ηλεκτρόνια. Και πάλι, αυτά τα ηλεκτρόνια επιταχύνονται. Όταν αυτά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια συγκρούονται με άλλα άτομα, χάνουν περισσότερα ηλεκτρόνια. Λόγω αυτής της συνεχούς σύγκρουσης με τα μόρια, παράγεται ένας τεράστιος αριθμός ελεύθερων ηλεκτρονίων ή οπών. Αυτοί οι τεράστιοι αριθμοί ελεύθερων ηλεκτρονίων συγκρατούν ρεύμα υπερφόρτωσης στη δίοδο.
Κάθε φορά που η αντίστροφη τάση εφαρμόζεται στη δίοδο, τότε αυξάνεται συνεχώς. Σε κάποιο σημείο, εμφανίζεται η βλάβη χιονοστιβάδας και η διασταύρωση. Σε αυτό το σημείο, μια μικρή αύξηση της τάσης θα αυξήσει γρήγορα το ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτή η απροσδόκητη αύξηση του ρεύματος μπορεί να καταστρέψει διαρκώς την κανονική δίοδο σύνδεσης. Ωστόσο, οι δίοδοι της χιονοστιβάδας ενδέχεται να μην υποστούν βλάβη, επειδή έχουν σχεδιαστεί προσεκτικά ώστε να λειτουργούν στην περιοχή διάσπασης της χιονοστιβάδας.
Τάση διακοπής της διόδου
Η τάση κατανομής των διόδων χιονοστιβάδας εξαρτάται από την πυκνότητα του ντόπινγκ. Η αύξηση της πυκνότητας του ντόπινγκ θα μειώσει την τάση κατανομής της διόδου.
Τάση διακοπής της διόδου
Εφαρμογές του Avalanche Diode
Οι εφαρμογές μιας δίοδος χιονοστιβάδας περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Η δίοδος χιονοστιβάδας χρησιμοποιείται για την προστασία του κυκλώματος. Όταν η τάση αντίστροφης πόλωσης αρχίσει να αυξάνεται, η δίοδος ξεκινά σκόπιμα ένα φαινόμενο χιονοστιβάδας σε μια σταθερή τάση.
- Αυτό κάνει τη δίοδο να αρχίσει να εκτελεί ρεύμα χωρίς να τραυματιστεί, και απενεργοποιεί την ακραία ισχύ τα ηλεκτρικά κυκλώματα στον τερματικό του εδάφους.
- Οι σχεδιαστές χρησιμοποιούν περισσότερο τη δίοδο για προστασία του κυκλώματος από ανεπιθύμητες τάσεις .
- Αυτές οι δίοδοι χρησιμοποιούνται ως γεννήτριες λευκού θορύβου.
- Οι δίοδοι χιονοστιβάδας παράγουν θόρυβο RF, χρησιμοποιούνται γενικά ως πηγές θορύβου σε ραδιο γρανάζια. Για παράδειγμα, χρησιμοποιούνται συχνά ως πηγή ραδιοσυχνοτήτων για γέφυρες αναλυτή κεραίας. Οι δίοδοι χιονοστιβάδας χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία συχνότητας μικροκυμάτων.
Έτσι, όλα αφορούν διόδους χιονοστιβάδας, κατασκευή, εργασία και εφαρμογές. Επιπλέον, τυχόν αμφιβολίες σχετικά με αυτήν την έννοια ή ξέρετε για διαφορετικούς τύπους διόδων , δώστε τα σχόλιά σας σχολιάζοντας την παρακάτω ενότητα σχολίων. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποια είναι η λειτουργία της δίοδος χιονοστιβάδας;
