דיאודה אבנשנית

הגדרת דיודה אבנשנה

דיודה אבנשנה היא סוג של דיודה חצי-נiconductor שתוכננה לחוות התפרקות אבנשנה במתח הפוך מוגדר. החיבור pn של דיודה אבנשנה תוכנן למנוע ריכוז זרם והיווצרות נקודות חמות כך שהדיודה לא תיפגעה מההתפרקות האבנשנית.

ההתפרקות האבנשנית המתרחשת היא בעקבות מטענים משניים שמואצים מספיק כדי ליצור יוניזציה בסריג הגביש, ומייצרים יותר מטענים המשפרים את היוניזציה. מאחר וההתפרקות האבנשנית היא אחידה לאורך כל החיבור, המתח במהלך ההתקף כמעט קבוע בהשוואה לדיודה שאינה אבנשנית.

בניית הדיודה האבנשנית דומה לדיודה זנר, ואכן הן התפרקות זנר והן התפרקות אבנשנית קיימות בדיודות אלו. דיודות אבנשניות מופנות לתנאי התפרקות אבנשנית, ולכן הן מציגות ירידת מתח קטנה אך משמעותית בתנאי התקף, בניגוד לדיודות זנר שמתחן תמיד גבוה מהמתח של ההתקף.

תכונה זו מספקת הגנה טובה יותר נגד פגיעות מאשר דיודה זנר פשוטה ופועלת יותר כמחליף tübe הפעלה גז. דיודות אבנשניות יש להן מקדם טמפרטורה חיובי קטן של מתח, בעוד שדיודות המסתמכות על אפקט זנר יש להן מקדם טמפרטורה שלילי.

דיודה רגילה מאפשרת זרם חשמלי בכיוון אחד בלבד, כלומר בכיוון קדימה. לעומת זאת, דיודה אבנשנית מאפשרת זרם בשני הכיוונים, כלומר קדימה ואחורה, אך היא מתוכננת במיוחד לעבוד בתנאי מתח הפוך.

עקרון פעולה

דיודה אבנשנית פועלת על עיקרון ההתפרקות האבנשנית, שבו מטענים מואצים מקבלים אנרגיה מספיק ליוניזציה של אטומים אחרים, ובכך יוצרים תגובה שרשרת שמרביחה באופן משמעותי את זרימת הזרם.

תצורת מתח הפוך

בהטיית מתח הפוך, אזור N (קתוד) של הדיודה מחובר למינוס סוללה, ואזור P (אנוד) מחובר לפלוס הסוללה.

אם הדיודה מעובדת באורח קל (כלומר ריכוז הזיהומים קטן), אז רוחב אזור השפיעה גדל כך שמתח ההתקף מתרחש במתח גבוה מאוד.

במתח הפוך גבוה מאוד, השדה החשמלי נהיה חזק באזור השפיעה ומגיע נקודת שבירה שבה המואצות של מטענים משניים הם כה גדולים כך שכשהם מתנגשים עם אטומי מוליך השמש באזור השפיעה, הם מפרקים קשרים קוולנטיים.

תהליך זה מייצר זוגות אלקטרון-חור שמאיצים על ידי השדה החשמלי, גורמים להתנגשויות נוספות ומקבלים עוד מטענים - תופעה המוכרת ככפל מטענים.

תהליך רציף זה מגביר את הזרם הפוך בדיודה, ולפיכך הדיודה מגיעה לתנאי התקף. סוג זה של התקף מכונה התפרקות אבנשנית (מבול) והאפקט הזה מכונה אפקט האבנשנה.

יישומים

• דיודה אבנשנה משמשת להגנה על המעגל. כשהמתח הפוך עולה עד לגבול מסוים, הדיודה מתחילת אפקט אבנשנה במתח מסוים והדיודה מתפרקת עקב אפקט האבנשנה.

• היא משמשת להגנה על המעגל מפני מתחים בלתי רצויים.

• היא משמשת במדפי הגנה כנגד מתחים גבוהים להגנה על המעגל ממתחים גבוהים.