Lawinestroomdiode

Lawine-diode definisie

'n Lawine-diode is 'n tipe halfgeleiderdiode wat ontwerp is om lawine-ontbinding by 'n gespesifiseerde omgekeerde spanningsverskil te ervaar. Die pn-knooppunt van 'n lawine-diode is ontwerp om stroomkonsentrasie en gevolglike warmplekke te verhoed, sodat die diode ongeskond bly tydens die lawine-ontbinding.

Die lawine-ontbinding wat plaasvind, is as gevolg van minderheiddragere wat voldoende versnel word om ionisering in die kristalrooster te veroorsaak, wat meer dragers produseer wat op hul beurt weer meer ionisering veroorsaak. Omdat die lawine-ontbinding gelykmatig oor die hele knooppunt verloop, is die ontbindingspanning byna konstant met veranderende stroom, in vergelyking met 'n nie-lawine-diode.

Die konstruksie van die lawine-diode is soortgelyk aan dié van die Zener-diode, en inderdaad is sowel Zener-ontbinding as lawine-ontbinding teenwoordig in hierdie diodes. Lawine-diodes is geoptimaliseer vir lawine-ontbindingsomstandighede, sodat hulle 'n klein maar beduidende spanningsval onder ontbindingsomstandighede toon, anders as Zener-diodes wat altyd 'n hoër spanning as die ontbinding handhaaf.

Hierdie kenmerk bied beter stootbeskerming as 'n eenvoudige Zener-diode en werk meer soos 'n gas-ontlaadingbuisvervanger. Lawine-diodes het 'n klein positiewe temperatuurkoëffisiënt van spanning, terwyl diodes wat op die Zener-effek vertrou, 'n negatiewe temperatuurkoëffisiënt het.

'n Normale diode laat 'n elektriese stroom in een rigting toe, naamlik die voorwaartse rigting. Wêreldwyd laat 'n lawine-diode stroom in beide rigtings toe, naamlik voorwaarts en agterwaarts, maar is spesiaal ontwerp om in omgekeerde spanningsverskil te werk.

Werkprinsipe

Die lawine-diode funksioneer op die prinsipe van lawine-ontbinding, waar versnelde laaddragers genoeg energie kry om ander atome te ioniseer, en dus 'n kettingreaksie skep wat die stroomtoevoer beduidend verhoog.

Omgekeerde Spanningsverskil Konfigurasie

By omgekeerde spanningsverskil verbind die diode se N-area (katode) met die positiewe terminal van die batterij, en die P-area (anode) met die negatiewe terminal.

As 'n diode lig besmet word (d.w.s. die impureteitskonsentrasie is min), dan word die breedte van die uitputtingsgebied verhoog, sodat ontbindingspanning by 'n baie hoë spanning plaasvind.

By 'n baie hoë omgekeerde spanningsverskil word die elektriese veld in die uitputtingsgebied sterk, en daar word 'n punt bereik waar die versnelling van minderheiddragers so groot is dat, wanneer hulle met die halfgeleideratome in die uitputtingsgebied bots, hulle die kovalente bande breek.

Hierdie proses genereer elektron-gatpare wat deur die elektriese veld versnel word, wat meer botsings veroorsaak en die aantal laaddragers verder verhoog—'n fenomeen bekend as draagertoevoer.

Hierdie voortdurende proses verhoog die omgekeerde stroom in die diode, en dus kom die diode in ontbindingsstaat. Hierdie tipe ontbinding staan bekend as lawine-ontbinding en hierdie effek staan bekend as die lawine-effek.

Toepassings

• Die lawine-diode word gebruik vir die beskerming van die sirkel. Wanneer die omgekeerde spanningsverskil verhoog tot 'n sekere limiet, begin die diode 'n lawine-effek by 'n spesifieke spanning en breekt die diode af as gevolg van die lawine-effek.

• Dit word gebruik om die sirkel teen ongewilde spannings te beskerm.

• Dit word in stootbeskermers gebruik om die sirkel teen stootspannings te beskerm.