Diodo na Avalanche

Pangungusap ng Avalanche Diode

Ang avalanche diode ay isang uri ng semiconductor diode na idinisenyo upang maranasan ang avalanche breakdown sa isang naka-specify na reverse bias voltage. Ang pn junction ng avalanche diode ay idinisenyo upang mapigilan ang concentration ng current at ang resulta nitong mga mainit na spot para maging hindi nasasaktan ang diode dahil sa avalanche breakdown.

Ang nangyayaring avalanche breakdown ay dahil sa minority carriers na sapat na pinabilis upang lumikha ng ionization sa crystal lattice, na nagpapalit ng mas maraming carriers na sa kanyang pagkakataon lumilikha ng mas maraming ionization. Dahil ang avalanche breakdown ay pantay-pantay sa buong junction, ang breakdown voltage ay halos constant kahit na magbago ang current kapag ito ay ihahambing sa non-avalanche diode.

Ang paggawa ng avalanche diode ay katulad ng Zener diode, at talaga namang parehong Zener breakdown at Avalanche breakdown ang naroroon sa mga diode na ito. Ang avalanche diodes ay in-optimize para sa avalanche breakdown conditions, kaya sila ay nagpapakita ng maliit ngunit mahalagang pagbaba ng voltage sa ilalim ng breakdown conditions, hindi tulad ng Zener diodes na laging nagsasala ng voltage na mas mataas kaysa sa breakdown.

Ang feature na ito ay nagbibigay ng mas magandang surge protection kaysa sa simple Zener diode at gumagana mas parang isang replacement ng gas discharge tube. Ang avalanche diodes ay may maliit na positibong temperature coefficient ng voltage, kung saan ang mga diode na umasa sa Zener effect ay may negatibong temperature coefficient.

Ang normal na diode ay pinapayagan ang electric current sa isang direksyon i.e. forward direction. Samantalang, ang avalanche diode ay pinapayagan ang current sa parehong direksyon i.e. forward at reverse direction ngunit ito ay espesyal na idinisenyo upang gumana sa reverse bias condition.

Prinsipyong Paggana

Ang avalanche diode ay gumagana batay sa prinsipyo ng avalanche breakdown, kung saan ang pinabilis na charge carriers ay nakakakuha ng sapat na enerhiya upang ionize ang iba pang atoms, na nagreresulta sa chain reaction na malaking pabor sa pagtaas ng current flow.

Reverse Bias Configuration

Sa reverse bias, ang N-region (cathode) ng diode ay konektado sa positive terminal ng battery, at ang P-region (anode) sa negative terminal.

Ngayon kung ang diode ay lightly doped (i.e. impurities concentration ay kaunti), ang lapad ng depletion region ay tumaas kaya ang breakdown voltage ay nangyayari sa napakataas na voltage.

Sa napakataas na reverse bias voltage, ang electric field ay naging malakas sa depletion region at umaabot sa punto kung saan ang acceleration ng minority carrier ay sobrang bilis na, kapag sila ay sumugod sa semiconductor atoms sa depletion region, sila ay nagwawasak ng covalent bonds.

Ang proseso na ito ay lumilikha ng electron-hole pairs na pinabilis ng electric field, na nagdudulot ng mas maraming collisions at patuloy na nagpapataas ng bilang ng charge carriers—na kilala bilang carrier multiplication.

Ang patuloy na prosesong ito ay nagpapataas ng reverse current sa diode, at kaya ang diode ay nagi-breakdown. Ang ganitong uri ng breakdown ay kilala bilang avalanche (flood) breakdown at ang epekto na ito ay kilala bilang avalanche effect.

Mga Application

• Ang Avalanche diode ay ginagamit para sa proteksyon ng circuit. Kapag ang reverse bias voltage ay tumataas hanggang sa tiyak na limit, ang diode ay nagsisimula ng avalanche effect sa partikular na voltage at ang diode ay nag-bbreakdown dahil sa avalanche effect.

• Ito ay ginagamit upang protektahan ang circuit laban sa hindi inaasahang voltages.

• Ito ay ginagamit sa surge protectors upang protektahan ang circuit mula sa surge voltage.