Diferența dintre dioda de legătură P-N și dioda Zener

Dioda este cel mai simplu element semiconductor, care are o conexiune PN și două terminale. Este un element pasiv deoarece curentul curge într-o direcție. Dioda Zener, dimpotrivă, permite curgerea curentului invers.

Ce este dioda de legătură P-N?

În tipul n de electroni semiconductori sunt principalii purtători ai încărcării, în timp ce în semiconductorul de tip p, principalele suporturi sunt găurile. Când se conectează semiconductori de tip p și de tip n (care în practică se realizează printr-un proces tehnologic mult mai complicat decât o simplă cuplare), deoarece concentrația de electroni în tipul n este mult mai mare decât cea din p- tip, există o difuzie de electroni și găuri, care vizează egalizarea concentrației în toate părțile structurii semiconductoare. Astfel, electronii încep să se deplaseze de la concentrații mai concentrate la locații cu concentrație mai mică, adică în direcția tipului n de semiconductor de tip p.

În mod similar, aceasta se aplică găurilor care se deplasează de la tip p la semiconductor de tip n. La limita compusului, are loc recombinarea, adică umplerea găurilor cu electroni. Astfel, în jurul limitei compusului, se formează un strat în care se produce abandonarea electronilor și a găurilor și care este acum parțial pozitiv și parțial negativ.

Pe măsură ce în jurul câmpului se formează o electrificare negativă și pozitivă, se creează un câmp electric care are o direcție de la încărcarea pozitivă la cea negativă. Acesta este un câmp stabilit, a cărui direcție este de natură să se opună mișcării în continuare a electronilor sau a găurilor (direcția electronilor sub influența câmpului este opusă direcției câmpului).

Atunci când intensitatea câmpului crește suficient pentru a împiedica mișcarea electronilor și a orificiilor, mișcarea difuză încetează. Apoi se spune că în joncțiunea p-n se formează o zonă spațială de încărcare. Diferența potențială dintre punctele finale ale acestei zone este denumită o barieră potențială.

Transportatorii majori ai încărcăturii, pe ambele părți ale intersecției, nu pot să treacă în condiții normale (absența unui câmp străin). Un câmp electric a fost stabilit în zona de încărcare spațială, care este mai puternică la limita joncțiunii. La temperatura camerei (cu concentrația obișnuită de aditiv), diferența potențială a acestei barieră este de aproximativ 0,2 V pentru siliciu sau de aproximativ 0,6 V pentru diodele de germaniu.

Ce este dioda Zener??

Printr-o conexiune polarizată ne-permeabilă p-n, un curent invers mic de flux saturat constant. Cu toate acestea, în dioda reală când tensiunea polarizării impenetrabile depășește o anumită valoare, apare o scurgere bruscă de curent, astfel încât curentul crește în cele din urmă practic fără o creștere suplimentară a tensiunii.

Valoarea tensiunii în care apare o scurgere bruscă de curent se numește o defecțiune sau o tensiune Zener. Există două cauze fizice care duc la defalcarea barierului p-n. În bariere foarte înguste, care sunt produse de poluarea foarte mare a semiconductorilor p și n, electronii de valență pot fi tunelați prin barieră. Acest fenomen este explicat prin natura valurilor electronului.

O defalcare de acest tip este numită defalcarea lui Zener, potrivit cercetătorului care la explicat mai întâi. În bariere mai largi, transportatorii minoritari care traversează liber bariera pot câștiga suficientă viteză la tări înalte ale câmpului pentru a rupe legăturile de valență în barieră. În acest fel, sunt create perechi suplimentare de găuri de electroni, care contribuie la creșterea curentului.

Caracteristica de tensiune de alimentare a diodei Zener pentru zona de polarizare a lățimii de bandă nu diferă de caracteristicile unei diode semiconductoare comune a redresorului. În domeniul polarizării impermeabile, penetrațiile diodei Zener au de obicei valori mai scăzute decât tensiunile de penetrare ale diodelor semiconductoare obișnuite și lucrează numai în domeniul polarizării impermeabile.

Odată ce se produce distrugerea conexiunii p-n, curentul poate fi limitat la o anumită valoare admisă numai cu o rezistență externă, altfel diodele sunt distruse. Valorile tensiunii de penetrare a diodei Zener pot fi controlate în timpul procesului de producție. Acest lucru face posibilă producerea de diode cu o tensiune de defect de mai multe volți de până la câteva sute de volți.

Diodele cu o tensiune de defecțiune mai mică de 5V nu au o tensiune de defalcare clară și au un coeficient de temperatură negativ (creșterea temperaturii scade tensiunea Zener). Diodele cu UZ> 5V au un coeficient de temperatură pozitiv (creșterea temperaturii crește tensiunea Zener). Diodele Zener sunt utilizate ca stabilizatori și limitatori de tensiune.

Diferența dintre dioda de legătură P-N și dioda Zener

1. Definiția diodei P-N Junction și a diodei Zener

Dioda este o componentă electronică care permite fluxul de energie electrică într-o direcție fără rezistență (sau cu rezistență foarte mică), în timp ce în direcția opusă are o rezistență infinită (sau cel puțin foarte mare). Diodele Zener, dimpotrivă, permit curgerea curentului inversat atunci când este atinsă tensiunea Zener.

2. Construcția diodei Junction P-N și a diodei Zener

Dioda de joncțiune P-n constă din două straturi semiconductoare (tip p - anod și catod tip n). În cazul diodelor Zener, concentrațiile impurităților din semiconductor trebuie să fie determinate cu precizie (de regulă semnificativ mai mare decât în ​​diodele p-n) pentru a obține tensiunea de defalcare dorită.

3. Aplicarea diodei Junction P-N și a diodei Zener

Primele sunt folosite ca redresoare, formatori de valuri, switch-uri, multiplicatori de tensiune. Diodele Zener sunt cel mai adesea folosite ca stabilizatori de tensiune.

Dioda P-N Junction vs. Diode Zener

Rezumat al diodei joncțiunii P-N și diodei Zener

• Diodurile de joncțiune P-n sunt realizate din două straturi de semiconductor (p și n), permițând curentului să curgă numai într-o singură direcție, fiind astfel folosite ca redresoare.
• Diodele Zener sunt dopate special, fiind capabile să transmită curent în ambele direcții. Cele mai frecvent utilizate ca stabilizatori de tensiune.