Diod Avalan

Definisi Diode Avalanche

Diode avalanche adalah jenis diode semikonduktor yang dirancang untuk mengalami keruntuhan avalanche pada tegangan bias terbalik yang ditentukan. Persimpangan pn dari diode avalanche dirancang untuk mencegah konsentrasi arus dan titik panas yang berakibat sehingga diode tidak rusak oleh keruntuhan avalanche.

Keruntuhan avalanche yang terjadi disebabkan oleh penghantar minoritas yang dipercepat cukup untuk menciptakan ionisasi dalam struktur kristal, menghasilkan lebih banyak penghantar yang pada gilirannya menciptakan lebih banyak ionisasi. Karena keruntuhan avalanche merata di seluruh persimpangan, tegangan keruntuhan hampir konstan dengan perubahan arus dibandingkan dengan diode non-avalanche.

Konstruksi diode avalanche mirip dengan diode Zener, dan memang kedua keruntuhan Zener dan Avalanche hadir dalam diode ini. Diode avalanche dioptimalkan untuk kondisi keruntuhan avalanche, jadi mereka menunjukkan penurunan tegangan kecil tetapi signifikan di bawah kondisi keruntuhan, berbeda dengan diode Zener yang selalu mempertahankan tegangan lebih tinggi dari keruntuhan.

Fitur ini memberikan perlindungan lonjakan yang lebih baik daripada diode Zener sederhana dan berfungsi lebih seperti pengganti tabung pelepasan gas. Diode avalanche memiliki koefisien suhu positif kecil dari tegangan, di mana diode yang bergantung pada efek Zener memiliki koefisien suhu negatif.

Diode normal memungkinkan arus listrik dalam satu arah, yaitu arah maju. Sementara itu, diode avalanche memungkinkan arus dalam kedua arah, yaitu arah maju dan terbalik, tetapi dirancang khusus untuk bekerja dalam kondisi bias terbalik.

Prinsip Kerja

Diode avalanche beroperasi berdasarkan prinsip keruntuhan avalanche, di mana penghantar muatan yang dipercepat mendapatkan energi cukup untuk mengionisasi atom lain, sehingga menciptakan reaksi berantai yang secara signifikan meningkatkan aliran arus.

Konfigurasi Bias Terbalik

Dalam bias terbalik, region N (katoda) diode terhubung ke terminal positif baterai, dan region P (anoda) terhubung ke terminal negatif.

Sekarang jika diode sedikit diberi dop (yaitu, konsentrasi impuritas rendah), maka lebar daerah deplesi meningkat sehingga tegangan keruntuhan terjadi pada tegangan yang sangat tinggi.

Pada tegangan bias terbalik yang sangat tinggi, medan listrik menjadi kuat di daerah deplesi dan titik tertentu dicapai di mana percepatan penghantar minoritas begitu besar sehingga, ketika mereka bertabrakan dengan atom semikonduktor di daerah deplesi, mereka memutuskan ikatan kovalen.

Proses ini menghasilkan pasangan elektron-lubang yang dipercepat oleh medan listrik, menyebabkan lebih banyak tabrakan dan lebih lanjut meningkatkan jumlah penghantar muatan—fenomena yang dikenal sebagai perkalian penghantar.

Proses berkelanjutan ini meningkatkan arus terbalik di diode, dan oleh karena itu diode masuk ke dalam kondisi keruntuhan. Jenis keruntuhan ini dikenal sebagai keruntuhan avalanche (banjir) dan efek ini dikenal sebagai efek avalanche.

Aplikasi

• Diode avalanche digunakan untuk melindungi rangkaian. Ketika tegangan bias terbalik meningkat hingga batas tertentu, diode mulai mengalami efek avalanche pada tegangan tertentu dan diode mengalami keruntuhan karena efek avalanche.

• Ini digunakan untuk melindungi rangkaian dari tegangan yang tidak diinginkan.

• Ini digunakan dalam pelindung lonjakan untuk melindungi rangkaian dari tegangan lonjakan.