Erinevus P-N ristmike dioodi ja Zeneri dioodi vahel

Diood on lihtsaim pooljuhtelement, millel on üks PN-ühendus ja kaks klemmi. See on passiivne element, kuna vool voolab ühes suunas. Zeneri diood, vastupidi, võimaldab vastuvoolu voolata.

Mis on P-N ristmike diood?

N-tüüpi pooljuhtide puhul on laadimise peamised kandjad elektronid, p-tüüpi pooljuhtide puhul aga peamised kandjad. Kui p-tüüpi ja n-tüüpi pooljuhid on ühendatud (mis praktikas realiseerub palju keerukama tehnoloogilise protsessi abil kui lihtne sidumine), kuna elektronide kontsentratsioon n-tüüpi on palju suurem kui p- Tüübi korral toimub elektronide ja aukude difusioon, mille eesmärk on kontsentratsiooni võrdsustamine kõigis pooljuhtstruktuuri osades. Nii hakkavad elektronid liikuma kontsentreeritumalt väiksema kontsentratsiooniga kohtadesse, s.o n-tüüpi suunas p-tüüpi pooljuhtide suunas.

Samamoodi kehtib aukude kohta, liikudes p-tüüpi n-tüüpi pooljuhtide juurde. Ühendi piiril toimub rekombinatsioon, st aukude täitmine elektronidega. Nii moodustub ühendi piiri ümber kiht, milles hülgasid elektronid ja augud ning mis on nüüd osaliselt positiivne ja osaliselt negatiivne.

Nagu välja ümber, moodustub negatiivne ja positiivne elektrifitseerimine, luuakse elektriväli, millel on suund positiivsest negatiivse laenguni. See tähendab, et moodustatakse väli, mille suund on vastupidine elektronide või aukude edasisele liikumisele (välja mõju all olevate elektronide suund on välja suunale vastupidine).

Kui välja intensiivsus suureneb piisavalt, et vältida elektronide ja aukude edasist liikumist, hajus liikumine lakkab. Siis öeldakse, et p-n-ristmikul moodustub ruumilise laengu piirkond. Selle piirkonna lõpp-punktide potentsiaalset erinevust nimetatakse potentsiaalseks barjääriks.

Laengu peamised kandjad ristmiku mõlemal küljel normaalsetes tingimustes (võõrvälja puudumine) ei pääse. Ruumilise koormuse piirkonda, mis on tugevaim ristmiku piiril, on loodud elektriväli. Toatemperatuuril (lisaaine tavapärase kontsentratsiooniga) on selle barjääri potentsiaalne erinevus räni korral umbes 0,2 V või germaaniumdioodide puhul umbes 0,6 V.

Mis on Zeneri diood?

Läbi mitteläbilaskva polariseeritud p-n-ühenduse kaudu voolab püsivast küllastumisest väike vastuvool. Päris dioodis, kui läbitungimatu polarisatsiooni pinge ületab teatud väärtuse, tekib aga voolu järsk leke, nii et vool suureneb lõpuks praktiliselt ilma pinge edasise suurenemiseta.

Pinge väärtust, milles voolu järsk leke tekib, nimetatakse purunemiseks või Zeneri pingeks. Füüsiliselt on kaks põhjust, mis põhjustavad p-n-barjääri lagunemise. Väga kitsastes tõketes, mis tekivad p- ja n-tüüpi pooljuhtide väga suure saastatuse korral, saab valentselektrone läbi barjääri tunnetada. Seda nähtust seletatakse elektroni lainekujundusega.

Seda tüüpi jagunemist nimetatakse Zeneri jagunemiseks vastavalt uurijale, kes seda esimesena selgitas. Laiemates tõketes võivad tõkkest vabalt ületavad vähemuste vedajad saada suure väljatugevuse korral piisavalt kiirust, et tõkestada valentsussidemeid. Sel viisil luuakse täiendavad elektronide aukude paarid, mis aitavad kaasa voolu suurenemisele.

Ribalaiuse polarisatsioonipiirkonna Zeneri dioodi võimsus-pinge karakteristik ei erine tavalise alaldi pooljuhtdioodi omadustest. Mitteläbilaskva polarisatsiooni valdkonnas on Zeneri dioodide läbilõigetel tavaliselt madalamad väärtused kui tavaliste pooljuhtdioodide läbitungimispingetel ja need töötavad ainult läbitungimatu polarisatsiooni valdkonnas.

Kui p-n-ühendus katkeb, saab voolu piirata teatud lubatava väärtuseni ainult välise takistusega, vastasel juhul hävivad dioodid. Zeneri dioodi läbitungimispinge väärtusi saab tootmisprotsessi ajal kontrollida. See võimaldab toota dioode, mille jaotuspinge on mitu volti kuni mitusada volti.

Dioodidel, mille jaotuspinge on alla 5 V, pole selgelt väljendunud jaotuspinget ja neil on negatiivne temperatuurikoefitsient (temperatuuri tõus vähendab Zeneri pinget). Dioodidel, mille UZ on üle 5 V, on positiivne temperatuurikoefitsient (temperatuuri tõus suurendab Zeneri pinget). Zeneri dioode kasutatakse stabilisaatoritena ja pingepiirikutena.

Erinevus P-N ristmike dioodi ja Zeneri dioodi vahel

1. P-N ristmike dioodi ja Zeneri dioodi määratlus

Diood on elektrooniline komponent, mis võimaldab elektrienergia voolab ühes suunas ilma takistuseta (või väga väikese takistusega), samas kui vastupidises suunas on takistuse lõpmatu (või vähemalt väga kõrge). Zeneri dioodid, vastupidi, võimaldavad vastupidist voolu voolu, kui Zeneri pinge on saavutatud.

2. P-N ristmike dioodi ja Zeneri dioodi ehitamine

P-n-ristmike diood koosneb kahest pooljuhtkihist (p-tüüp - anood ja n-tüüpi - katood). Zeneri dioodide korral tuleb soovitud jaotuspinge saamiseks pooljuhtide lisandite kontsentratsioonid täpselt kindlaks määrata (tavaliselt oluliselt kõrgemad kui p-n-dioodides).

3. P-N ristmike dioodi ja Zeneri dioodi rakendamine

Esimesi kasutatakse alalditena, lainekujundajatena, lülititena, pinge kordajatena. Zeneri dioode kasutatakse kõige sagedamini pinge stabilisaatoritena.

P-N ristmike diood vs Zeneri diood

P-N ristmike dioodi ja Zeneri dioodi kokkuvõte

• P-n-ristmike dioodid on valmistatud kahest (p ja n) pooljuhtkihist, mis võimaldavad voolu voolata ainult ühes suunas, seega kasutatakse neid alalditena.
• Zeneri dioodid on spetsiaalselt legeeritud, võimaldades edastada voolu mõlemas suunas. Kõige sagedamini kasutatakse pinge stabilisaatoritena.