دیود آوالمان

تعریف دایود اوندال

دایود اوندال نوعی از دایودهای نیمه‌رسانا است که طراحی شده تا در ولتاژ معکوس مشخصی اوندال رخ دهد. اتصال pn دایود اوندال به گونه‌ای طراحی شده است که جریان را متمرکز نکند و نقاط داغ را ایجاد نکند تا دایود توسط اوندال آسیب نبیند.

اوندالی که رخ می‌دهد، به دلیل حامل‌های اقلیتی است که به اندازه کافی شتاب می‌یابند تا یونیزاسیون در شبکه بلوری ایجاد کنند، که باعث ایجاد بیشتر حامل‌ها می‌شود که به نوبه خود یونیزاسیون بیشتری ایجاد می‌کنند. چون اوندال به طور یکنواخت در تمام اتصال رخ می‌دهد، ولتاژ اوندال تقریباً ثابت است در حال تغییر جریان نسبت به یک دایود غیراوندال.

ساختار دایود اوندال مشابه با دایود زنر است و در واقع هم اوندال و هم افکت زنر در این دایودهای وجود دارد. دایودهای اوندال برای شرایط اوندال بهینه‌سازی شده‌اند، بنابراین آنها تحت شرایط اوندال ولتاژ پایینی اما قابل توجهی دارند، در حالی که دایودهای زنر همیشه ولتاژی بالاتر از اوندال حفظ می‌کنند.

این ویژگی محافظت بهتری علیه سوپرها نسبت به یک دایود زنر ساده فراهم می‌کند و بیشتر مانند جایگزین لوله گازی عمل می‌کند. دایودهای اوندال ضریب مثبت کوچک ولتاژ دارند، در حالی که دایودهایی که بر اساس افکت زنر عمل می‌کنند ضریب منفی دارند.

دایود معمولی اجازه می‌دهد که جریان در یک جهت یعنی جهت مستقیم حرکت کند. در حالی که دایود اوندال اجازه می‌دهد که جریان در هر دو جهت یعنی مستقیم و معکوس حرکت کند اما به طور خاص طراحی شده است تا در شرایط ولتاژ معکوس کار کند.

اصل کار

دایود اوندال بر اساس اصول اوندال عمل می‌کند که در آن حامل‌های شارژ شتاب می‌یابند و انرژی کافی برای یونیزاسیون اتم‌های دیگر به دست می‌آورند، بدین ترتیب واکنش زنجیره‌ای ایجاد می‌شود که به طور قابل توجهی جریان را افزایش می‌دهد.

پیکربندی ولتاژ معکوس

در ولتاژ معکوس، ناحیه N (کاتد) دایود به ترمینال مثبت باتری متصل می‌شود و ناحیه P (آنود) به ترمینال منفی.

اگر دایود به طور نسبتاً کم آلوده شده باشد (یعنی غلظت آلاینده‌ها کم باشد)، عرض ناحیه خلاء افزایش می‌یابد و ولتاژ اوندال در ولتاژ بسیار بالا رخ می‌دهد.

در ولتاژ معکوس بسیار بالا، میدان الکتریکی در ناحیه خلاء قوی می‌شود و نقطه‌ای وجود دارد که شتاب حامل‌های اقلیت به اندازه کافی است که وقتی با اتم‌های نیمه‌رسانا در ناحیه خلاء برخورد می‌کنند، پیوندهای کوالنت را بشکنند.

این فرآیند جفت‌های الکترون-حفره را تولید می‌کند که توسط میدان الکتریکی شتاب می‌یابند، باعث برخورد بیشتر و افزایش تعداد حامل‌های شارژ می‌شوند - پدیده‌ای که به عنوان تکثیر حامل شناخته می‌شود.

این فرآیند مداوم جریان معکوس دایود را افزایش می‌دهد و در نتیجه دایود در شرایط اوندال قرار می‌گیرد. این نوع اوندال به عنوان اوندال (سیل) شناخته می‌شود و این اثر به عنوان اثر اوندال شناخته می‌شود.

کاربردها

• دایود اوندال برای محافظت از مدار استفاده می‌شود. وقتی ولتاژ معکوس افزایش می‌یابد تا حد مشخصی دایود اوندال اثر اوندال را در ولتاژ خاصی شروع می‌کند و دایود به دلیل اثر اوندال از کار می‌افتد.

• این دایود برای محافظت از مدار علیه ولتاژهای نامطلوب استفاده می‌شود.

• این دایود در محافظ‌های سوپر برای محافظت از مدار علیه ولتاژ سوپر استفاده می‌شود.