Verschil tussen P-N verbindingsdiode en zenerdiode

Diode is het eenvoudigste halfgeleiderelement, dat één PN-verbinding en twee terminals heeft. Het is een passief element omdat de stroom in één richting stroomt. De Zener-diode maakt daarentegen het stromen van de tegengestelde stroom mogelijk.

Wat is P-N Junction Diode?

In n-type van halfgeleider elektronen zijn de belangrijkste dragers van het laden, terwijl in p-type halfgeleider, de belangrijkste dragers de gaten zijn. Wanneer p-type en n-type halfgeleiders zijn verbonden (wat in de praktijk wordt gerealiseerd door een veel gecompliceerder technologisch proces dan een eenvoudige koppeling), omdat de concentratie van elektronen in het n-type veel groter is dan die in de p- type, is er een diffusie van elektronen en gaten, die gericht is op het egaliseren van de concentratie in alle delen van de halfgeleiderstructuur. Elektronen beginnen dus te evolueren van meer geconcentreerd naar plaatsen met minder concentratie, d.w.z. in de richting van n-type naar p-type halfgeleider.

Evenzo geldt dit voor gaten die van p-type naar n-type halfgeleider bewegen. Aan de grens van de verbinding treedt recombinatie op, d.w.z. het vullen van gaten met elektronen. Dus, rond de grens van de verbinding, wordt een laag gevormd waarin het verlaten van elektronen en gaten optrad, en die nu gedeeltelijk positief is, en deels negatief.

Omdat er rond het veld een negatieve en positieve elektrificatie wordt gevormd, wordt een elektrisch veld tot stand gebracht, dat een richting heeft van het positieve naar het negatieve opladen. Dat wil zeggen, een veld is gevestigd, waarvan de richting zodanig is dat het zich verzet tegen de verdere beweging van elektronen of gaten (de richting van elektronen onder invloed van het veld is tegengesteld aan de richting van het veld).

Wanneer de veldintensiteit voldoende toeneemt om verdere beweging van elektronen en gaten te voorkomen, stopt de diffuse beweging. Vervolgens wordt er gezegd dat binnen de pn-overgang een ruimtelijk ladingsgebied wordt gevormd. Het potentiële verschil tussen de eindpunten van dit gebied wordt een potentiële barrière genoemd.

De belangrijkste dragers van de lading, aan beide zijden van de kruising, kunnen onder normale omstandigheden niet passeren (afwezigheid van een vreemd veld). Er is een elektrisch veld vastgesteld binnen het gebied van ruimtelijke belasting, dat het sterkst is aan de grens van de kruising. Bij kamertemperatuur (met de gebruikelijke concentratie additief) is het potentiaalverschil van deze barrière ongeveer 0,2 V voor silicium of ongeveer 0,6 V voor germaniumdiodes.

Wat is Zener Diode?

Via een niet-permeabele gepolariseerde p-n-verbinding stroomt een kleine tegenstroom van constante verzadiging. Echter, in echte diode wanneer de spanning van de ondoordringbare polarisatie een bepaalde waarde overschrijdt, treedt een plotselinge lekstroom op, zodat de stroom uiteindelijk praktisch toeneemt zonder verdere toename in spanning.

De waarde van de spanning waarbij een plotselinge lekstroom optreedt, wordt een doorslag of Zener-spanning genoemd. Er zijn fysiek twee oorzaken die leiden tot een defect van de p-n-barrière. In zeer smalle barrières, die worden geproduceerd door zeer hoge vervuiling van het p- en n-type van halfgeleiders, kunnen valentie-elektronen door de barrière worden getunneld. Dit fenomeen wordt verklaard door de golfkarakteristiek van het elektron.

Een uitsplitsing van dit type wordt Zeners afbraak genoemd, volgens de onderzoeker die het eerst uitlegde. In bredere barrières kunnen minderheidsdragers die vrij door de barrière kunnen komen voldoende snelheid krijgen bij hoge veldsterkten om valentiebindingen binnen de barrière te verbreken. Op deze manier worden extra paren elektronengaten gecreëerd, die bijdragen aan de toename van de stroom.

De vermogensspanningskarakteristiek van de zenerdiode voor het bandbreedte-polarisatiegebied verschilt niet van de karakteristieken van een gemeenschappelijke gelijkrichterhalfgeleiderdiode. Op het gebied van impermeabele polarisatie hebben de Zener diodedepeningen meestal lagere waarden dan de penetratiespanningen van gewone halfgeleiderdiodes, en deze werken alleen op het gebied van ondoordringbare polarisatie.

Zodra de verdeling van de p-n-verbinding plaatsvindt, kan de stroom beperkt worden tot een bepaalde toegestane waarde alleen met een externe weerstand, anders worden de diodes vernietigd. De waarden van de penetratiespanning van de Zenerdiode kunnen tijdens het productieproces worden gecontroleerd. Dit maakt het mogelijk om diodes te produceren met een doorslagspanning van enkele volt tot enkele honderden volt.

Dioden met een doorslagspanning van minder dan 5V hebben geen duidelijk uitgesproken doorslagspanning en hebben een negatieve temperatuurcoëfficiënt (de temperatuurstijging verlaagt de zenerspanning). Dioden met UZ> 5V hebben een positieve temperatuurcoëfficiënt (de stijging van de temperatuur verhoogt de zenerspanning). De Zener-diodes worden gebruikt als stabilisatoren en spanningsbegrenzers.

Verschil tussen P-N verbindingsdiode en zenerdiode

1. Definitie van P-N-junctiediode en zenerdiode

Diode is een elektronische component die de stroom van elektriciteit in één richting mogelijk maakt zonder weerstand (of met zeer weinig weerstand) terwijl in de tegenovergestelde richting een oneindige (of althans zeer hoge) weerstand heeft. Zenerdioden daarentegen laten omgekeerde stroomstroming toe wanneer de Zener-spanning wordt bereikt.

2. Constructie van P-N-junctiediode en zenerdiode

P-n junctiediode bestaat uit twee halfgeleiderlagen (p type - anode en n type - kathode). In het geval van Zener-diodes moeten de concentraties van de onzuiverheden in de halfgeleiders nauwkeurig worden bepaald (meestal aanzienlijk hoger dan in p-n-diodes) om de gewenste doorslagspanning te verkrijgen.

3. Toepassing van P-N Junction Diode en Zenerdiode

De eerste worden gebruikt als gelijkrichters, golfvormers, switchers, spanningsvermenigvuldigers. Zenerdiodes worden meestal gebruikt als spanningsstabilisatoren.

P-N-junctiediode versus zenerdiode

Samenvatting van P-N Junction Diode en Zenerdiode

• P-n junctie diodes zijn gemaakt van twee (p en n) halfgeleiderlagen, waardoor de stroom maar in één richting kan stromen, en dus gebruikt als gelijkrichters.
• Zenerdioden zijn specifiek gedoteerd, in staat om stroom in beide richtingen te verzenden. Meest gebruikt als spanningsstabilisatoren.