Разлика между P-N Junction Diode и Zener Diode

Диодът е най-простият полупроводников елемент, който има една PN-връзка и два извода. Това е пасивен елемент, защото токът тече в една посока. Диодът на Зенер, напротив, позволява протичане на обратния ток.

Какво е P-N Junction Diode?

В n-тип полупроводникови електрони са основните носители на зареждането, докато в полу-проводник тип p, основните носители са дупките. Когато p-тип и n-тип полупроводници са свързани (което на практика се реализира чрез много по-сложен технологичен процес от обикновено свързване), тъй като концентрацията на електрони в n-тип е много по-голяма от тази в p- тип, има дифузия на електрони и дупки, която има за цел изравняване на концентрацията във всички части на полупроводниковата структура. По този начин електроните започват да се придвижват от по-концентрирани към места с по-малка концентрация, т.е. в посока от n-тип към p-тип полупроводник.

Подобно това се отнася и за дупки, преминаващи от p-тип към n-тип полупроводник. На границата на съединението възниква рекомбинация, т.е. запълване на дупки с електрони. По този начин около границата на съединението се образува слой, в който е настъпило изоставяне на електрони и дупки, и което е отчасти положително, а отчасти отрицателно.

Тъй като около полето се образува отрицателно и положително наелектризиране, създава се електрическо поле, което има посока от положителното към отрицателното зареждане. Тоест се създава поле, чиято посока е такава, че да се противопостави на по-нататъшното движение на електрони или дупки (посоката на електрони под въздействието на полето е обратна на посоката на полето).

Когато интензитетът на полето се увеличи достатъчно, за да предотврати по-нататъшното движение на електрони и дупки, дифузното движение спира. Тогава се казва, че в рамките на p-n кръстовище се оформя пространство за пространствен заряд. Потенциалната разлика между крайните точки на тази област се нарича потенциална бариера.

Основните носители на заряда от двете страни на кръстовището не са в състояние да преминат при нормални условия (отсъствие на чуждо поле). В рамките на пространственото натоварване е създадено електрическо поле, което е най-силно на границата на кръстовището. При стайна температура (с обичайната концентрация на добавка) потенциалната разлика на тази бариера е около 0,2 V за силиций или около 0,6 V за германиеви диоди.

Какво е Зенер диод?

Чрез непропусклива поляризирана p-n връзка протича малък обратен ток с постоянно насищане. В реалния диод обаче, когато напрежението на непроницаемата поляризация надвишава определена стойност, възниква внезапно изтичане на ток, така че токът в крайна сметка нараства практически без допълнително увеличаване на напрежението.

Стойността на напрежението, при което възниква внезапно изтичане на ток, се нарича разпад или напрежение на Зенер. Има физически две причини, които водят до срив на p-n бариерата. В много тесни бариери, които се получават при много високо замърсяване на полупроводници p и n тип, валентни електрони могат да бъдат тунелирани през бариерата. Това явление се обяснява с вълновата природа на електрона.

Разбивка от този тип се нарича разпад на Зенер, според изследователя, който първо го обясни. При по-широки бариери миноритарните превозвачи, които свободно преминават бариерата, могат да получат достатъчна скорост при висока сила на полето, за да прекъснат валентните връзки в рамките на бариерата. По този начин се създават допълнителни двойки електронни дупки, които допринасят за увеличаване на тока.

Характеристиката на силовото напрежение на диода Зенер за зоната на поляризация на честотната лента не се различава от характеристиките на общ полупроводников диод на изправител. В областта на непромокаема поляризация проникванията в диод на Зенер обикновено имат по-ниски стойности от проникващите напрежения на обикновените полупроводникови диоди и те работят само в областта на непроницаема поляризация.

След като се случи разпадането на p-n връзката, токът може да бъде ограничен до определена допустима стойност само с външно съпротивление, в противен случай диодите се унищожават. Стойностите на проникващото напрежение на Зенеровия диод могат да бъдат контролирани по време на производствения процес. Това прави възможно производството на диоди с напрежение на пробив от няколко волта до няколкостотин волта.

Диодите с пробивно напрежение по-малко от 5 V нямат ясно изразено напрежение на пробив и имат отрицателен температурен коефициент (повишаването на температурата намалява напрежението на Зенер). Диодите с UZ> 5V имат положителен температурен коефициент (покачването на температурата увеличава напрежението на Зенер). Зенеровите диоди се използват като стабилизатори и ограничители на напрежението.

Разлика между P-N Junction Diode и Zener Diode

1. Определение на P-N Junction Diode и Zener Diode

Диодът е електронен компонент, който позволява потока на електричество в една посока без съпротива (или с много малко съпротивление), докато в обратна посока има безкрайно (или поне много високо) съпротивление. Напротив, ценеровите диоди позволяват обратен поток на тока, когато се достигне напрежението на Зенера.

2. Изграждане на P-N Junction Diode и Zener Diode

P-n съединителен диод се състои от два полупроводникови слоя (p тип - анод и n тип - катод). В случай на зенерови диоди, концентрациите на примесите в полупроводниците трябва да бъдат точно определени (обикновено значително по-високи, отколкото в p-n диоди), за да се получи желаното напрежение на разрушаване.

3. Приложение на P-N Junction Diode и Zener Diode

Първите се използват като токоизправители, вълнообразуватели, превключватели, умножители на напрежението. Зенеровите диоди най-често се използват като стабилизатори на напрежението.

P-N Junction Diode срещу Zener Diode

Обобщение на P-N Junction Diode и Zener Diode

• Съединителните диоди P-n са направени от два (p и n) полупроводникови слоя, позволяващи на тока да тече само в една посока, като по този начин се използват като изправители.
• Зенеровите диоди са специално легирани и могат да предават ток в двете посоки. Най-често се използва като стабилизатори на напрежението.