Avalanche Diyotu

Avalanche Diyot Tanımı

Avalanche diyoti, belirli bir ters gerilimde avalanche çöküşünü deneyimlemek üzere tasarlanmış bir tür yarıiletken diyottur. Avalanche diyotun pn bağlantısı, akımın yoğunlaşmasını ve sonuçta oluşan sıcak noktaları önlemek için tasarlanmıştır böylece diyot avalanche çöküşünden zarar görmez.

Oluşan avalanche çöküşü, az sayıdaki taşıyıcıların kristal kafesinde iyonizasyon yaratmak için yeterince hızlandırılması sonucu oluşur, bu da daha fazla taşıyıcıyı üretir ve bunlar da kendi sıralarında daha fazla iyonizasyon yaratır. Avalanche çöküşünün tüm bağlantı boyunca eşit olması nedeniyle, non-avalanche diyota kıyasla değişen akıma göre çöküş gerilimi neredeyse sabittir.

Avalanche diyotun yapısı Zener diyote benzerdir ve aslında bu diyotlarda hem Zener çöküşü hem de Avalanche çöküşü mevcuttur. Avalanche diyotları avalanche çöküşü koşulları için optimize edilmiştir, bu yüzden çöküş koşullarında küçük ama önemli bir gerilim düşmesi gösterirler, Zener diyotların her zaman çöküşten yüksek bir gerilim koruduğu aksine.

Bu özellik, basit bir Zener diyodan daha iyi ani dalga koruması sağlar ve daha çok gaz boşaltma tüpü yerine kullanılır. Avalanche diyotları, Zener etkisine dayanan diyotlardan farklı olarak, gerilimde küçük ama anlamlı pozitif sıcaklık katsayısına sahiptir.

Normal diyot, ileri yönde elektrik akımına izin verir. Buna karşılık, avalanche diyot, ileri ve ters yönde akım geçişine izin verir ancak özellikle ters bias koşulunda çalışacak şekilde tasarlanmıştır.

Çalışma Prensibi

Avalanche diyot, hızlandırılmış yük taşıyıcılarının diğer atomları iyonize etmek için yeterli enerji kazandığı avalanche çöküşü prensibine dayanarak çalışır, bu da akım akışını önemli ölçüde artıran bir zincir reaksiyonu oluşturur.

Ters Bias Konfigürasyonu

Ters bias'ta, diyotun N bölgesi (katot) pilin pozitif terminaline, P bölgesi (anot) ise negatif terminaline bağlanır.

Şimdi, eğer bir diyot hafif doygunlukta (yani kirletici konsantrasyonu düşükse), tüketim bölgesindeki genişlik artar ve bu nedenle çöküş gerilimi çok yüksek bir gerilimde gerçekleşir.

Çok yüksek ters bias geriliminde, tüketim bölgesindeki elektrik alanı güçlenir ve az sayıdaki taşıyıcının hızlanması o kadar fazla olur ki, tüketim bölgesindeki yarıiletken atomlarıyla çarpıştıklarında, kovalent bağları kırarlar.

Bu süreç, elektrik alan tarafından hızlandırılan elektron-kuyruk çiftleri oluşturur, daha fazla çarpışma ve dolayısıyla yük taşıyıcı sayısını artırır - bu fenomen taşıyıcı çoğaltılmasına adı verilir.

Bu sürekli süreç, diyotun ters akımını artırır ve bu nedenle diyot çöküş durumuna girer. Bu tür çöküş, avalanche (sel) çöküşü olarak bilinir ve bu etki avalanche etkisi olarak adlandırılır.

Uygulamalar

• Avalanche diyotu, devrenin korunması için kullanılır. Ters bias gerilimi belirli bir limite kadar arttığında, diyot belirli bir gerilimde avalanche etkisi başlar ve diyot avalanche etkisi nedeniyle çöküşe girer.

• İstenmeyen gerilimlerden devreyi korumak için kullanılır.

• Ani voltajdan devreyi korumak için ani voltaj koruyucularında kullanılır.