Perbedaan antara dioda persimpangan p-n dan dioda zener

Dioda adalah elemen semikonduktor paling sederhana, yang memiliki satu koneksi PN dan dua terminal. Itu adalah elemen pasif karena arus mengalir dalam satu arah. Dioda zener, sebaliknya, memungkinkan aliran arus terbalik.

Apa itu dioda persimpangan p-n?

Dalam tipe-N elektron semikonduktor adalah pembawa utama pengisian daya, sedangkan di semikonduktor tipe-p, pembawa utama adalah lubang. Ketika tipe-P dan N-tipe semikonduktor terhubung (yang dalam praktiknya direalisasikan oleh proses teknologi yang jauh lebih rumit daripada kopling sederhana), karena konsentrasi elektron dalam tipe-N jauh lebih besar daripada di p- Jenis, ada difusi elektron dan lubang, yang bertujuan menyamakan konsentrasi di semua bagian struktur semikonduktor. Dengan demikian, elektron mulai bergerak dari lebih terkonsentrasi ke tempat -tempat dengan lebih sedikit konsentrasi, i.e. ke arah semikonduktor tipe-n ke tipe-p.

Demikian pula ini berlaku untuk lubang, bergerak dari tipe-p ke semikonduktor tipe-N. Pada batas senyawa, rekombinasi terjadi, i.e. Mengisi lubang dengan elektron. Dengan demikian, di sekitar batas senyawa, lapisan terbentuk di mana meninggalkan elektron dan lubang terjadi, dan yang sekarang sebagian positif, dan sebagian negatif.

Seperti di sekitar lapangan, elektrifikasi negatif dan positif terbentuk, medan listrik ditetapkan, yang memiliki arah dari positif ke pengisian negatif. Yaitu, sebuah bidang didirikan, yang arahnya seperti menentang pergerakan elektron atau lubang lebih lanjut (arah elektron di bawah pengaruh lapangan berlawanan dengan arah lapangan).

Ketika intensitas medan meningkat cukup untuk mencegah elektron lebih lanjut dan gerakan lubang, gerakan difus berhenti. Kemudian dikatakan bahwa di dalam persimpangan p-n area muatan spasial terbentuk. Perbedaan potensial antara titik akhir area ini disebut penghalang potensial.

Pembawa utama muatan, di kedua sisi persimpangan, tidak dapat melewati dalam kondisi normal (tidak adanya ladang asing). Medan listrik telah ditetapkan dalam area beban spasial, yang terkuat di batas persimpangan. Pada suhu kamar (dengan konsentrasi aditif yang biasa), perbedaan potensial penghalang ini adalah sekitar 0.2V untuk silikon atau sekitar 0.6v untuk dioda germanium.

Apa dioda zener?

Melalui koneksi P-N yang tidak dapat permeabel, arus terbalik kecil dari aliran saturasi konstan. Namun, dalam dioda nyata ketika tegangan polarisasi yang tidak dapat ditembus melebihi nilai tertentu, kebocoran arus yang tiba -tiba terjadi, sehingga arus akhirnya meningkat secara praktis tanpa peningkatan tegangan lebih lanjut.

Nilai tegangan di mana kebocoran arus tiba -tiba muncul disebut kerusakan atau tegangan zener. Ada dua penyebab secara fisik yang menyebabkan kerusakan penghalang P-N. Dalam hambatan yang sangat sempit, yang diproduksi oleh polusi semikonduktor yang sangat tinggi tipe P dan N, elektron valensi dapat di -tunneling melalui penghalang. Fenomena ini dijelaskan oleh sifat gelombang elektron.

Kerusakan jenis ini disebut Zener's Breakdown, menurut peneliti yang pertama kali menjelaskannya. Dalam hambatan yang lebih luas, operator minoritas secara bebas melintasi penghalang dapat memperoleh kecepatan yang cukup pada kekuatan medan tinggi untuk memecahkan ikatan valensi di dalam penghalang. Dengan cara ini, pasangan lubang elektron tambahan dibuat, yang berkontribusi pada peningkatan arus.

Karakteristik tegangan daya dari dioda zener untuk area polarisasi bandwidth tidak berbeda dari karakteristik dioda semikonduktor penyearah yang umum. Di bidang polarisasi kedap air, penetrasi dioda zener biasanya memiliki nilai yang lebih rendah daripada tegangan penetrasi dioda semikonduktor biasa, dan mereka hanya bekerja di bidang polarisasi yang tidak dapat ditembus polarisasi yang tidak dapat ditembus.

Setelah kerusakan koneksi P-N terjadi, arus dapat dibatasi pada nilai tertentu yang diijinkan hanya dengan resistensi eksternal, jika tidak dioda dihancurkan. Nilai tegangan penembus dioda zener dapat dikontrol selama proses produksi. Ini memungkinkan untuk menghasilkan dioda dengan tegangan kerusakan beberapa volt hingga beberapa ratus volt.

Dioda dengan tegangan kerusakan kurang dari 5V tidak memiliki tegangan kerusakan yang jelas dan memiliki koefisien suhu negatif (kenaikan suhu mengurangi tegangan zener). Dioda dengan UZ> 5V memiliki koefisien suhu positif (kenaikan suhu meningkatkan tegangan zener). Dioda zener digunakan sebagai penstabil dan pembatas tegangan.

Perbedaan antara dioda persimpangan p-n dan dioda zener

1. Definisi dioda persimpangan p-n dan dioda zener

Dioda adalah komponen elektronik yang memungkinkan aliran listrik dalam satu arah tanpa resistensi (atau dengan resistansi yang sangat sedikit) sedangkan dalam arah yang berlawanan memiliki resistansi yang tidak terbatas (atau setidaknya sangat tinggi). Dioda zener, sebaliknya, memungkinkan aliran arus terbalik ketika tegangan zener tercapai.

2. Konstruksi dioda persimpangan p-n dan dioda zener

P -N Junction Diode terdiri dari dua lapisan semikonduktor (tipe p - anoda dan n tipe - katoda). Dalam kasus dioda zener, konsentrasi pengotor di semikonduktor harus ditentukan secara tepat (biasanya secara signifikan lebih tinggi daripada di dioda p-n) untuk mendapatkan tegangan kerusakan yang diinginkan.

3. Aplikasi dioda persimpangan p-n dan zener dioda

Yang pertama digunakan sebagai penyearah, pembentuk gelombang, switcher, pengganda tegangan. Dioda zener paling sering digunakan sebagai penstabil tegangan.

P-N Junction Diode vs. Dioda Zener

Ringkasan dioda P-N Junction dan Zener Diode

• Dioda persimpangan p-n terbuat dari dua (p dan n) lapisan semikonduktor, memungkinkan arus untuk mengalir hanya dalam satu arah, sehingga digunakan sebagai penyearah.
• Dioda zener secara khusus didoping, mampu mengirimkan arus di kedua arah. Paling umum digunakan sebagai penstabil tegangan.