Atšķirība starp P-N krustojuma diodi un Zener diodi

Diode ir vienkāršākais pusvadītāju elements, kam ir viens PN savienojums un divi spailes. Tas ir pasīvs elements, jo strāva plūst vienā virzienā. Zenera diode, gluži pretēji, ļauj plūst apgrieztā strāva.

Kas ir P-N krustojuma diode?

Pusvadītāju n tipa elektroni ir galvenie lādēšanas nesēji, savukārt p tipa pusvadītājos galvenie nesēji ir caurumi. Kad ir savienoti p-veida un n-veida pusvadītāji (kas praksē tiek realizēts ar daudz sarežģītāku tehnoloģisko procesu nekā vienkārša savienošana), jo elektronu koncentrācija n-tipā ir daudz lielāka nekā p- tipa, notiek elektronu un caurumu difūzija, kuras mērķis ir izlīdzināt koncentrāciju visās pusvadītāju struktūras daļās. Tādējādi elektroni sāk kustēties no vairāk koncentrētiem uz vietām ar mazāku koncentrāciju, t.i., n-veida virzienā uz p-veida pusvadītāju..

Līdzīgi tas attiecas uz caurumiem, pārejot no p-veida uz n-veida pusvadītāju. Pie savienojuma robežas notiek rekombinācija, t.i., caurumu piepildīšana ar elektroniem. Tādējādi ap savienojuma robežu veidojas slānis, kurā notika atteikšanās no elektroniem un caurumiem, un kas tagad ir daļēji pozitīvs, un daļēji negatīvs.

Apkārt laukam veidojas negatīva un pozitīva elektrifikācija, tiek izveidots elektriskais lauks, kam ir virziens no pozitīvās uz negatīvo lādiņu. Tas ir, tiek izveidots lauks, kura virziens ir pretējs elektronu vai caurumu tālākai kustībai (elektronu virziens lauka ietekmē ir pretējs lauka virzienam).

Kad lauka intensitāte palielinās pietiekami, lai novērstu turpmāku elektronu un caurumu kustību, izkliedētā kustība tiek pārtraukta. Tad tiek teikts, ka p-n krustojumā veidojas telpiskās lādiņa zona. Potenciālo atšķirību starp šīs zonas galapunktiem sauc par potenciālo barjeru.

Galvenie lādiņa nesēji abās krustojuma pusēs normālos apstākļos nespēj iziet (sveša lauka neesamība). Telpiskās slodzes zonā ir izveidots elektriskais lauks, kas ir visstiprākais pie krustojuma robežas. Istabas temperatūrā (ar parasto piedevas koncentrāciju) šīs barjeras potenciālā starpība ir apmēram 0,2 V silīcijam vai aptuveni 0,6 V germānija diodēm.

Kas ir Zenera diode?

Caur necaurlaidīgu polarizētu p-n savienojumu plūst neliela pastāvīgas piesātinājuma reversā strāva. Tomēr reālā diodē, kad necaurlaidīgās polarizācijas spriegums pārsniedz noteiktu vērtību, rodas pēkšņa strāvas noplūde, tā ka strāva galu galā praktiski palielinās, turpinot spriegumu vairs nepalielinot..

Tā sprieguma vērtību, kurā rodas pēkšņa strāvas noplūde, sauc par sabrukumu vai Zener spriegumu. Fiziski ir divi cēloņi, kas noved pie p-n barjeras sabrukšanas. Ļoti šaurās barjerās, kuras rada ļoti augsts p un n tipa pusvadītāju piesārņojums, caur barjeru var izvadīt valences elektronus. Šī parādība ir izskaidrojama ar elektronu viļņu raksturu.

Pēc pētnieka, kurš to vispirms izskaidroja, šāda veida sadalījumu sauc par Zenera sadalījumu. Platākās barjerās mazākumtautību pārvadātāji, kas brīvi šķērso barjeru, var iegūt pietiekami lielu ātrumu ar lielu lauka intensitāti, lai barjeras iekšējās saites sabojātu. Tādā veidā tiek izveidoti papildu elektronu caurumu pāri, kas veicina strāvas palielināšanos.

Zenera diodes strāvas-sprieguma raksturlielumi joslas platuma polarizācijas apgabalam neatšķiras no parastās taisngrieža pusvadītāju diodes parametriem. Necaurlaidīgas polarizācijas jomā Zenera diodes caurlaidēm parasti ir zemākas vērtības nekā parasto pusvadītāju diožu iespiešanās spriegumiem, un tās darbojas tikai necaurlaidīgas polarizācijas jomā..

Tiklīdz notiek p-n savienojuma pārtraukšana, strāvu var ierobežot līdz noteiktai pieļaujamai vērtībai tikai ar ārēju pretestību, pretējā gadījumā diodes tiek iznīcinātas. Zenera diodes iespiešanās sprieguma vērtības var kontrolēt ražošanas procesā. Tas ļauj ražot diodes ar sadalījuma spriegumu no vairākiem voltiem līdz vairākiem simtiem voltu.

Diodēm, kuru sabrukšanas spriegums ir mazāks par 5 V, nav skaidri izteikta sabrukšanas sprieguma, un tām ir negatīvs temperatūras koeficients (temperatūras paaugstināšanās samazina Zener spriegumu). Diodēm ar UZ> 5 V ir pozitīvs temperatūras koeficients (temperatūras paaugstināšanās palielina Zener spriegumu). Zenera diodes tiek izmantotas kā stabilizatori un sprieguma ierobežotāji.

Atšķirība starp P-N krustojuma diodi un Zener diodi

1. P-N krustojuma diodes un Zenera diodes definīcija

Diode ir elektroniska sastāvdaļa, kas ļauj elektrībai plūst vienā virzienā bez pretestības (vai ar ļoti nelielu pretestību), savukārt pretējā virzienā tai ir bezgalīga (vai vismaz ļoti augsta) pretestība. Gluži pretēji, Zenera diodes ļauj sasniegt apgrieztu strāvas plūsmu, kad tiek sasniegts Zenera spriegums.

2. P-N krustojuma diodes un Zenera diodes konstrukcija

P-n krustojuma diode sastāv no diviem pusvadītāju slāņiem (p tips - anods un n tips - katods). Zenera diožu gadījumā precīzi jānosaka piemaisījumu koncentrācija pusvadītājos (parasti ievērojami lielāks nekā p-n diodēs), lai iegūtu vēlamo sabrukšanas spriegumu..

3. P-N krustojuma diodes un Zenera diodes pielietošana

Pirmie tiek izmantoti kā taisngrieži, viļņu veidotāji, komutatori, sprieguma reizinātāji. Zener diodes visbiežāk izmanto kā sprieguma stabilizatorus.

P-N krustojuma diode pret Zenera diodi

P-N krustojuma diodes un Zenera diodes kopsavilkums

• P-n krustojuma diodes ir izgatavotas no diviem (p un n) pusvadītāju slāņiem, kas ļauj strāvai plūst tikai vienā virzienā, tāpēc tiek izmantotas kā taisngrieži.
• Zener diodes ir īpaši leģētas, tās var pārraidīt strāvu abos virzienos. Visbiežāk izmanto kā sprieguma stabilizatorus.