Zener Breakdown และ Avalanche Breakdown

ไดโอดเป็นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่ประกอบด้วยอิเล็กโทรดสองขั้ว อิเล็กโทรดทั้งสองนี้เป็นอิเล็กโทรดบวกและอิเล็กโทรดลบ ไดโอดเหล่านี้ประกอบด้วยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ เช่น เจอร์เมเนียม ซิลิกอน และซีลีเนียม คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของไดโอดคือสามารถนำกระแสได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น ไดโอดใช้เป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า สวิตช์ วงจรเรียงกระแส ฯลฯ ไดโอดแยก PN เป็นไดโอดประเภทหนึ่งที่มีด้านลบ (n) และด้านบวก (p) ไดโอดแยก PN ทำโดยการเพิ่มสิ่งเจือปนที่ทั้งสองด้านของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ของไดโอด ไดโอดแยก PN สองตัวดังกล่าวคือ Zener Diode และ Avalanche Diode บทความนี้กล่าวถึงภาพรวมของการสลายของซีเนอร์และการพังทลายของหิมะถล่ม Zener Diode คืออะไร?ซีเนอร์ไดโอดค่อนข้างคล้ายกับไดโอดทางแยก PN ปกติ แต่ส่วนใหญ่จะทำงานในสถานะเอนเอียงแบบย้อนกลับ อย่างไรก็ตาม เมื่อเชื่อมต่อไดโอดชุมทาง PN ธรรมดาในสภาวะเอนเอียงแบบย้อนกลับ จะเป็นไดโอดซีเนอร์ ไดโอดซีเนอร์เป็นเพียงไดโอดทางแยก PN ที่มีการเจือหนักมาก ไดโอดดังกล่าวได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับการใช้งานที่สำคัญต่างๆ ซีเนอร์ไดโอดเมื่อซีเนอร์ไดโอดมีความเอนเอียงไปข้างหน้า ไดโอดจะทำงานเหมือนไดโอดทั่วไป อย่างไรก็ตาม เมื่อไดโอดชุมทาง PN อยู่ในสภาพเอนเอียงแบบย้อนกลับ ชั้นการพร่องของไดโอดจะกว้างขึ้น หากเรายังคงเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเอนเอียงแบบย้อนกลับต่อไป ชั้นการพร่องของไดโอดจะกว้างขึ้น จะมีกระแสความอิ่มตัวย้อนกลับคงที่เนื่องจากตัวพาชนกลุ่มน้อย เนื่องจากแรงดันย้อนกลับยังคงถูกนำไปใช้อย่างต่อเนื่องบนทางแยกของไดโอด ตัวพาชนกลุ่มน้อยจะได้รับพลังงานจลน์เพียงพอเนื่องจากสนามไฟฟ้าแรง อิเล็กตรอนอิสระจะชนกับไอออนที่อยู่กับที่ซึ่งอยู่ในชั้นการพร่อง และสร้างอิเล็กตรอนอิสระมากขึ้น อิเล็กตรอนที่สร้างขึ้นใหม่จะได้รับพลังงานจลน์เพียงพอและจะสร้างอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นด้วย เนื่องจากปรากฏการณ์นี้ จะมีการสร้างอิเล็กตรอนอิสระจำนวนมาก และไดโอดจะกลายเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า Zener Breakdown คืออะไร เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าแบบเอนเอียงแบบย้อนกลับที่ขั้วของไดโอดทางแยก PN ที่มีสารเจือสูง พื้นที่พร่องของไดโอดจะเริ่มขยายตัวในทันที เนื่องจากแรงดันไฟฟ้านี้ จะมีการสร้างอิเล็กตรอนและรูพาหะจำนวนมาก บริเวณพร่องมีอิเล็กตรอนอยู่ด้านหนึ่งและมีรูอยู่อีกด้านหนึ่ง ตัวพาประจุเหล่านี้จะช่วยสร้างสนามไฟฟ้าที่ทรงพลังมากตลอดทางแยกของไดโอด ขนาดของสนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นจะขึ้นอยู่กับขนาดของแรงดันย้อนกลับที่ใช้ เมื่อแรงดันไบแอสย้อนกลับเพิ่มขึ้น ขนาดของสนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกันZener Breakdown สนามไฟฟ้านี้จะเริ่มออกแรงกับอิเล็กตรอนซึ่งมีอยู่ในแถบวาเลนซ์ มันจะเริ่มดึงอิเล็กตรอนในแถบพลังงานที่สูงขึ้นซึ่งเรียกอีกอย่างว่าแถบการนำไฟฟ้า ด้วยวิธีนี้อิเล็กตรอนจำนวนมากจะเข้าสู่แถบการนำไฟฟ้าและช่วยในกระบวนการนำไฟฟ้า กระบวนการนี้เรียกว่าการสลายของ Zener และมีการใช้งานมากมาย Avalanche Diode คืออะไร? Avalanche Diode นั้นเป็นไดโอดประเภทหนึ่งที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อทำให้เกิดการพังทลายของหิมะถล่มที่แรงดันไบแอสย้อนกลับโดยเฉพาะ ทางแยก PN ของไดโอดหิมะถล่มได้รับการออกแบบในลักษณะที่ป้องกันความเข้มข้นของกระแสไฟเพื่อให้ไดโอดยังคงไม่เสียหายจากการพังทลายของหิมะถล่มAvalanche Diode ไดโอดหิมะถล่มถูกสร้างขึ้นในลักษณะที่คล้ายคลึงกับไดโอดซีเนอร์ และทั้งการพังทลายของหิมะถล่มและการสลายตัวของซีเนอร์นั้นอยู่ในไดโอดหิมะถล่ม ไดโอดหิมะถล่มได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับการพังทลายของหิมะถล่มและพบแรงดันไฟฟ้าตกเนื่องจากสภาวะการพังทลาย ซึ่งแตกต่างจากไดโอดซีเนอร์ ไดโอดหิมะถล่มรักษาแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าแรงดันพังทลาย คุณสมบัติของไดโอดหิมะถล่มนี้ให้การป้องกันไฟกระชากได้ดีกว่าเมื่อเทียบกับไดโอดซีเนอร์ ไดโอดหิมะถล่มมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิบวกเล็กน้อยของแรงดันไฟ Avalanche Breakdown คืออะไร?ในอุปกรณ์เชื่อมต่อ PN อิเล็กตรอนอิสระจะเคลื่อนที่ผ่านบริเวณพร่อง เป็นผลให้พวกเขามีความเร็วและด้วยเหตุนี้อิเล็กตรอนเหล่านี้ก็จะมีพลังงานจลน์ด้วย ผู้ให้บริการรายย่อยจะสุ่มย้ายภายในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เนื่องจากความเร็ว อิเล็กตรอนเหล่านี้จะชนกับอิเล็กตรอนที่อยู่กับที่อื่นๆ ที่ยึดติดกับอะตอมอย่างแน่นหนาเนื่องจากการยึดเหนี่ยวของโควาเลนต์ อิเล็กตรอนที่ถูกผูกไว้จะทำลายพันธะโควาเลนต์และช่วยในกระบวนการนำโดยการเคลื่อนตัวเข้าสู่แถบการนำไฟฟ้า สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากอิเล็กตรอนความเร็วสูงที่เคลื่อนที่ในบริเวณพร่อง อิเล็กตรอนเหล่านี้ถ่ายเทพลังงานจลน์บางส่วนไปยังอิเล็กตรอนที่อยู่นิ่งทำให้เคลื่อนที่ได้Avalanche Breakdown ทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่เข้าหาแถบการนำไฟฟ้า เมื่อขนาดของแรงดันไบแอสย้อนกลับในไดโอดเพิ่มขึ้น พลังงานจลน์ก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน สิ่งนี้จะทำให้อิเล็กตรอนชนกันมากขึ้นเรื่อย ๆ ส่งผลให้เกิดกระแสไฟฟ้า กระแสสูงนี้อาจทำให้ไดโอดแตกได้ ปรากฏการณ์นี้เรียกอีกอย่างว่า Avalanche Breakdown ความแตกต่างระหว่าง Zener Breakdown และ Avalanche Breakdown ความแตกต่างหลักอยู่ในการทำงานของไดโอดสองตัว การสลายตัวของซีเนอร์เกิดขึ้นเมื่อมีสนามไฟฟ้าสูงข้ามทางแยก ในทางกลับกัน ปรากฏการณ์ของการพังทลายของหิมะถล่มเกิดขึ้นเนื่องจากการชนกันของอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมาก ความแตกต่างอีกประการหนึ่งอยู่ที่ธรรมชาติของการเติมสาร Zener Breakdown เกิดขึ้นในไดโอดที่มีสารเจือหนัก ในขณะที่การสลายของ Avalanche เกิดขึ้นในไดโอดที่มีสารเจือเล็กน้อย ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของ Avalanche และการสลายตัวของ Zener ก็แตกต่างกันเช่นกัน แรงดันพังทลายของ Zener จะแปรผกผันกับอุณหภูมิ แต่แรงดันพังทลายของ Avalanche จะแปรผันโดยตรงกับอุณหภูมิ แรงดันไฟในการทำงานยังแตกต่างกันในการสลายของ Zener และ Avalanche การสลายของ Zener เกิดขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าในการทำงานน้อยกว่า 5V ในขณะที่การพังทลายของ Avalanche เกิดขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าในการทำงานมากกว่า 5V ข้อแตกต่างที่สำคัญอีกประการหนึ่งระหว่างการพังทลายของ Avalanche และการทำลายของ Zener คือการเคลื่อนที่ของแถบการนำไฟฟ้าและแถบวาเลนซ์ ในกรณีของการพังทลายของหิมะถล่ม แถบวาเลนซ์จะถูกผลักไปในทิศทางของแถบการนำไฟฟ้า นี่คือทั้งหมดที่เกี่ยวกับภาพรวมของการสลายของ Zener และการแยกย่อยของ Avalanche เรามาทำความรู้จักกับหน้าที่ของไดโอดเหล่านี้กัน เรายังได้ทราบเกี่ยวกับการสลายของ Zener และการสลายของ Avalanche และข้อกำหนดต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง คุณช่วยพูดถึงแอพพลิเคชั่น Zener Diode สองสามตัวได้ไหม?

ฝากข้อความ 

รายการข้อความ