Lumivyörydiodi on elektroninen laite, puolijohdediodi , tavallisesti piistä valmistettu zener-diodi , jonka toiminta perustuu p-n-liitoksen palautuvaan lumivyöryn rikkoutumiseen , kun se käännetään takaisin päälle, eli kun puolijohdekerros p-tyypin johtavuus ( anodi ) on negatiivinen suhteessa n-kerroksen ( katodi ) jännitteeseen .
Lumivyöryn rikkoutuminen tapahtuu, kun sähkökentän voimakkuus pn-liitoksessa on riittävä iskuionisaatioon , jolloin liitoksessa olevan kentän kiihdytettynä varauksenkantajat muodostavat elektroni - aukko-pareja . Kentän kasvaessa syntyneiden parien määrä kasvaa, mikä aiheuttaa virran kasvun, joten jännite diodin yli pysyy lähes vakiona.
Yleensä Zener-diodeissa, joissa on käänteinen risteyksen esijännite, on kaksi palautuvien rikkoutumisten mekanismia: tunnelointi (Zener) ja lumivyöry, mutta niiden osuus riippuu kannan resistiivisuudesta (alhaisella resistiivisellä rikkoutuminen on luonteeltaan tunnelointia , ja suurella resistiivisellä se on lumivyöry), mikä puolestaan riippuu puolijohdemateriaalista ja pohjan johtavuuden tyypistä (esimerkiksi elektronisen germaniumin tapauksessa lumivyöry- ja tunnelikomponenttien yhtäläisyys havaitaan 1 ohm⋅cm ) [1] , vaikka läpilyöntijännite riippuu puolijohteiden seostusasteesta , mitä heikompi seostus, sitä suurempi on läpilyöntijännite (eli stabilointi Zener-diodeille).
Lumivyöryn rikkoutumiselle on ominaista stabilointijännitteen nousu lämpötilan noustessa, kun taas Zener - mekanismin aiheuttaman rikkoutumisen osalta tilanne on päinvastainen. Alle 5,1 V:n läpilyönnin aloitusjännitteellä vallitsee Zener-tyyppinen läpilyönti, yli - lumivyöry, joten zener-diodeissa, joiden stabilointijännite on 5,1 V, ei ole stabilointijännitteen lämpötilapoikkeamaa , koska läpilyöntilämpötila poikkeaa näiden kautta. kaksi mekanismia kompensoivat toisiaan.
Siten mitä tahansa zener-diodeja, joiden stabilointijännite on yli 5,1 V, voidaan pitää lumivyörydiodeina.
Käytetään elektroniikassa zener-diodeina . Käytetään myös sähköpiirien suojaamiseen ylijännitteiltä . Suojaavat lumivyörydiodit on suunniteltu siten, että ne estävät virran lisääntyneen pitoisuuden (nauhoituksen) yhdessä tai useammassa pn-liitoksen kohdassa, mikä johtaa puolijohderakenteen paikalliseen ylikuumenemiseen, jotta vältetään diodin peruuttamaton tuhoutuminen. Ylijännitesuojaukseen suunniteltuja diodeja kutsutaan usein vaimentimiksi .
Käänteistä lumivyörymekanismia käytetään myös lumivyöryvalodiodeissa ja diodikohinageneraattoreissa.
Käänteisjännitteen hitaasti kasvaessa on epärealistista ylittää merkittävästi stabilointijännite. Mutta suurella kiertonopeudella ( dU / dt > 10 12 V / s) käy ilmi, että p + -nn + -rakenteeseen on mahdollista kohdistaa jännite, joka on puolitoista tai kaksi kertaa suurempi kuin paikallaan oleva rikkoutuminen jännite, jonka jälkeen sen resistanssi putoaa jyrkästi noin 100 pikosekunnin tai sitä lyhyemmän ajan kuluessa. Tällainen ultranopea tilanmuutos ei-johtavasta johtavaksi saadaan aikaan iskuionisaatioaallon muodostumisen ja etenemisen avulla. Tämän vaikutuksen pohjalta on kehitetty laite, useimmiten piille suoritettu diodivyöryteroitin ( piilaviiniteroitin, SAS-diodi ) .
| Puolijohdediodit | ||
|---|---|---|
| Ajanvarauksella | ||
| LEDit | ||
| Oikaisu | ||
| Generaattorin diodit | ||
| Viitejännitelähteet | ||
| Muut | ||
| Katso myös |
| |