Eine Diode ist eine elektrische Komponente mit zwei Anschlüssen verschiedene elektrische und elektronische Schaltungen bauen . Die Diode besteht aus zwei Elektroden, nämlich der Anode und der Kathode. Die meisten Dioden bestehen aus Halbleitermaterialien wie SI, Ge usw. Die Hauptfunktion der Diode besteht darin, elektrischen Strom nur in eine Richtung zu leiten. Die Anwendungen der Diode umfassen Schalter, Spannungsregler, Oszillatoren, Gleichrichter, Signalmischer usw. Auf dem Markt sind verschiedene Arten von Dioden erhältlich, wie Zenerdioden, Lawinendioden, LED, Laser, Schottky usw.
Lawinendiode
Dieser Artikel enthält kurze Informationen zum Aufbau und zur Funktionsweise einer Lawinendiode. Eine Lawinendiode ist eine Art von Diode, die so ausgelegt ist, dass sie bei einer bestimmten Sperrspannung einen Lawinendurchbruch erfährt. Der Übergang der Diode ist hauptsächlich dazu ausgelegt, die Stromkonzentration zu stoppen, damit die Diode durch den Durchschlag sicher ist.
Was ist eine Lawinendiode?
Eine Lawinendiode ist eine Art von Halbleiterbauelement speziell entwickelt, um im umgekehrten Durchschlagbereich zu arbeiten. Diese Dioden werden als Überdruckventile verwendet, mit denen der Systemdruck gesteuert wird, um elektrische Systeme vor Überspannungen zu schützen. Das Symbol dafür Diode ist die gleiche wie Zenerdiode . Die Lawinendiode besteht aus zwei Anschlüssen, nämlich Anode und Kathode. Das Lawinendiodensymbol ähnelt der normalen Diode, jedoch mit den in der folgenden Abbildung gezeigten Wendekanten des vertikalen Balkens.
Lawinendiode
Lawinendiodenaufbau
Im Allgemeinen besteht eine Lawinendiode aus Silizium oder anderen Halbleitermaterialien. Der Aufbau dieser Diode ist ähnlich wie die Zenerdiode , außer dass sich der Dotierungspegel in dieser Diode von der Zenerdiode ändert. Diese Dioden sind stark dotiert. Somit ist die Verarmungsbereichsbreite in dieser Diode sehr gering. Aufgrund dieses Bereichs tritt bei niedrigeren Spannungen in dieser Diode ein umgekehrter Durchschlag auf.
Andererseits sind Lawinendioden leicht dotiert. Daher ist die Verarmungsschichtbreite einer Lawinendiode für die Zenerdiode sehr groß. Aufgrund dieses großen Verarmungsbereichs findet bei höheren Spannungen in der Diode ein umgekehrter Durchschlag statt. Die Durchbruchspannung dieser Diode wird durch Steuern des Dotierungspegels bei der Herstellung vorsichtig lokalisiert.
Arbeitsweise einer Lawinendiode
Die Hauptfunktion der normalen Diode besteht darin, elektrischen Strom nur in einer Richtung, d. H. In Vorwärtsrichtung, zuzulassen. Wohingegen, Lawinendiode erlaubt den Strom in beide Richtungen. Diese Diode ist jedoch speziell dafür ausgelegt, in einem in Sperrrichtung vorgespannten Zustand zu arbeiten, wenn die Spannung in dem in Sperrrichtung vorgespannten Zustand die Durchbruchspannung überschreitet. Die Spannung, bei der sich der elektrische Strom unerwartet erhöht, wird als Durchbruchspannung bezeichnet.
Lawinendiodenaufbau
Wenn die an diese Diode angelegte Spannung im Sperrvorspannungszustand die Durchbruchspannung überschreitet, tritt ein Durchbruch des Übergangs auf. Diese Kreuzungspanne wird als Lawinenpanne bezeichnet. Immer wenn die Vorwärtsvorspannung an diese Diode angelegt wird, beginnt sie wie folgt zu arbeiten eine reguläre pn-Sperrschichtdiode indem man elektrischen Strom durchlässt.
Wann die in Sperrrichtung vorgespannte Spannung Wird die Lawinendiode angelegt, werden die meisten Ladungsträger in den Halbleitern vom P-Typ und N-Typ vom PN-Übergang wegbewegt. Infolgedessen nimmt die Breite des Verarmungsbereichs zu. Die meisten Träger erlauben also keinen elektrischen Strom. Die Minoritätsladungsträger kennen jedoch eine Abstoßungskraft von der äußeren Spannung.
Infolgedessen kann der Fluss von Minoritätsladungsträgern vom p-Typ zum n-Typ und vom n-Typ zum p-Typ durch Bewegen des elektrischen Stroms erfolgen. Der Strom, der von Ladungsträgern von Minderheiten bewegt wird, ist jedoch sehr gering. Der kleine Strom, der von Minoritätsladungsträgern geleitet wird, wird als Rückleckstrom bezeichnet. Wenn die Sperrvorspannung an diese angelegt wird und die Diode weiter erhöht wird, erhalten die Minoritätsladungsträger eine große Energiemenge und gehen schneller zu besseren Geschwindigkeiten.
Die sich frei bewegenden Elektronen mit hoher Geschwindigkeit stürzen mit den Atomen ab und übertragen dann die Energie auf die Valenzelektronen. Die Valenzelektronen, die von den schnellen Elektronen ausreichend Energie erhalten, werden vom Elternatom getrennt und in freie Elektronen umgewandelt. Auch diese Elektronen werden beschleunigt. Wenn diese freien Elektronen mit anderen Atomen kollidieren, schlagen sie mehr Elektronen ab. Aufgrund dieser ständigen Kollision mit den Molekülen wird eine große Anzahl freier Elektronen oder Löcher erzeugt. Diese große Anzahl freier Elektronen hält den Überlaststrom in der Diode.
Immer wenn die an die Diode angelegte Sperrspannung ansteigt, steigt sie kontinuierlich an. Irgendwann treten Lawinen- und Kreuzungsausfälle auf. Zu diesem Zeitpunkt erhöht ein winziger Spannungsanstieg den elektrischen Strom schnell. Dieser unerwartete Anstieg des Stroms kann die reguläre Sperrschichtdiode dauerhaft zerstören. Lawinendioden dürfen jedoch nicht beschädigt werden, da sie vorsichtig für den Betrieb im Bereich des Lawinendurchbruchs ausgelegt sind.
Durchbruchspannung der Diode
Die Durchbruchspannung der Lawinendiode hängt von der Dotierungsdichte ab. Durch Erhöhen der Dotierungsdichte wird die Durchbruchspannung der Diode verringert.
Durchbruchspannung der Diode
Anwendungen der Lawinendiode
Die Anwendungen einer Lawinendiode umfassen Folgendes.
- Die Lawinendiode dient zum Schutz der Schaltung. Wenn sich die Sperrvorspannung zu erhöhen beginnt, startet die Diode absichtlich einen Lawineneffekt bei einer festen Spannung.
- Dadurch beginnt die Diode, Strom zu erzeugen, ohne sich selbst zu verletzen, und schaltet die extreme Leistung von ab die Stromkreise zu seinem Erdungsanschluss.
- Designer setzen die Diode eher für ein Schutz des Stromkreises vor unerwünschten Spannungen .
- Diese Dioden werden als Generatoren für weißes Rauschen verwendet.
- Lawinendioden erzeugen HF-Rauschen, sie werden im Allgemeinen als Rauschquellen in Funkgeräten verwendet. Beispielsweise werden sie häufig als Hochfrequenzquelle für Antennenanalysatorbrücken verwendet. Lawinendioden werden zur Erzeugung von Mikrowellenfrequenzen verwendet.
Hier geht es also um Lawinendioden, Konstruktion, Arbeitsweise und Anwendungen. Darüber hinaus bestehen Zweifel an diesem Konzept oder an kennen verschiedene Arten von Dioden Bitte geben Sie Ihr Feedback, indem Sie im Kommentarbereich unten einen Kommentar abgeben. Hier ist eine Frage an Sie, welche Funktion hat die Lawinendiode?
