Skillnad mellan P-N Junction Diode och Zener Diode

Diod är det enklaste halvledarelementet, som har en PN-anslutning och två terminaler. Det är ett passivt element eftersom strömmen strömmar i en riktning. Zener-dioden tillåter tvärtom att strömma av omvänd ström.

Vad är P-N Junction Diode?

I n-typ av halvledarelektroner är laddningarnas huvudbärare, medan i halvledare av p-typ, huvudbärarna är hålen. När p-typ och n-typ av halvledare är anslutna (vilket i praktiken realiseras av en mycket mer komplicerad teknisk process än en enkel koppling), eftersom koncentrationen av elektroner i n-typen är mycket större än den i p- typ, det finns en diffusion av elektroner och hål, som syftar till att utjämna koncentrationen i alla delar av halvledarkonstruktionen. Således börjar elektroner att flytta från mer koncentrerad till platser med mindre koncentration, dvs i riktning mot n-typ till halvledare av p-typ.

På samma sätt gäller detta för hål, från p-typ till n-typ halvledare. Vid gränsen för föreningen sker rekombination, dvs fyllning av hål med elektroner. Sålunda bildas ett skikt kring föreningsgränsen i vilket övergivande av elektroner och hål inträffade, och som nu är delvis positiv och delvis negativ.

Som runt fältet bildas en negativ och positiv elektrifiering, ett elektriskt fält upprättas, vilket har en riktning från den positiva till den negativa laddningen. Det vill säga ett fält är etablerat, vars riktning är att motsätta sig den fortsatta rörelsen av elektroner eller hål (elektronens riktning som påverkas av fältet är motsatt riktning av fältet).

När fältintensiteten ökar tillräckligt för att förhindra ytterligare elektroner och hålrörelser upphör den diffusa rörelsen. Därefter sägs att inom rymden p-n bildas ett rymdladdningsområde. Den potentiella skillnaden mellan ändpunkterna i detta område kallas en potentiell barriär.

De viktigaste bärarna av laddningen, på båda sidor av korsningen, kan inte passera under normala förhållanden (frånvaro av ett främmande fält). Ett elektriskt fält har upprättats inom området rymdbelastning, vilket är starkast vid gränsen för korsningen. Vid rumstemperatur (med den vanliga koncentrationen av additiv) är den potentiella skillnaden i denna barriär ca 0,2V för kisel eller ca 0,6V för germaniumdioder.

Vad är Zener Diode?

Genom en icke-permeabel polariserad p-n-anslutning strömmar en liten omvänd ström av konstant mättnad. I reell diod när spänningen hos den ogenomträngliga polarisationen överskrider ett visst värde inträffar en plötslig strömläckage, så att strömmen i slutändan ökar praktiskt taget utan ytterligare spänningsökning.

Värdet av den spänning i vilken plötslig läckage av ström uppstår kallas en nedbrytning eller Zener-spänning. Det finns fysiskt två orsaker som leder till nedbrytning av p-n-barriären. I mycket smala hinder som produceras av mycket hög förorening av halvledare p och n-typ kan valenselektroner tunnelas genom barriären. Detta fenomen förklaras av elektronens våg natur.

En uppdelning av denna typ kallas Zener s nedbrytning, enligt forskaren som först förklarade det. Vid bredare hinder kan minoritetsbärare som fritt passerar barriären få tillräckligt med fart vid höga fältstyrkor för att bryta valensbindningar i barriären. På detta sätt skapas ytterligare par elektronhål, vilket bidrar till ökningen av strömmen.

Zener-diodens spänningsegenskaper för polariseringsområdet för bandbredd skiljer sig inte från egenskaperna hos en gemensam likriktarhalvlederdiod. Inom området för ogenomtränglig polarisation har Zener-diodpenetrationerna vanligen lägre värden än de penetrerande spänningarna hos vanliga halvledardioder, och de arbetar endast inom området ogenomtränglig polarisation.

När brytningen av p-n-anslutningen sker kan strömmen begränsas till ett visst tillåtet värde endast med externt motstånd, annars dioderna förstörs. Värdena för Zener-diodens penetrerande spänning kan styras under produktionsprocessen. Detta gör det möjligt att producera dioder med en spänningsspänning på flera volt upp till flera hundra volt.

Dioder med en nedbrytningsspänning på mindre än 5 V har inte en tydligt uttalad nedbrytningsspänning och har en negativ temperaturkoefficient (temperaturökningen minskar Zener-spänningen). Dioder med UZ> 5V har en positiv temperaturkoefficient (temperaturökningen ökar Zener-spänningen). Zener-dioderna används som stabilisatorer och spänningsbegränsare.