Diode là một thành phần điện hai đầu cuối được sử dụng để xây dựng các mạch điện và điện tử khác nhau . Diode bao gồm hai điện cực là cực dương và cực âm. Hầu hết các điốt được làm bằng vật liệu bán dẫn như SI, Ge, ... Chức năng chính của điốt là dẫn dòng điện chỉ theo một chiều. Các ứng dụng của diode bao gồm công tắc, bộ điều chỉnh điện áp, bộ dao động, bộ chỉnh lưu, bộ trộn tín hiệu, ... Có nhiều loại diode khác nhau có sẵn trên thị trường như diode Zener, avalanche diode, LED, laser, Schottky, v.v.
Diode tuyết lở
Bài viết này thảo luận về một thông tin ngắn gọn về cấu tạo và hoạt động của một diode tuyết lở. Diode tuyết lở là một loại diode được thiết kế để trải qua sự cố tuyết lở ở một điện áp phân cực ngược cụ thể. Điểm nối của diode chủ yếu được thiết kế để ngăn chặn sự tập trung của dòng điện để diode được an toàn trước sự cố.
Diode Avalanche là gì?
Một diode tuyết lở là một loại thiết bị bán dẫn được thiết kế đặc biệt để làm việc trong khu vực sự cố ngược lại. Các điốt này được sử dụng làm van giảm áp được sử dụng để kiểm soát áp suất của hệ thống nhằm bảo vệ hệ thống điện khỏi điện áp dư. Biểu tượng của điều này diode giống như diode Zener . Diode tuyết lở bao gồm hai thiết bị đầu cuối là cực dương và cực âm. Biểu tượng diode tuyết lở giống với diode bình thường nhưng với các cạnh rẽ của thanh dọc được thể hiện trong hình sau.
Diode tuyết lở
Cấu tạo điốt tuyết lở
Nói chung, diode tuyết lở được làm từ silicon hoặc các vật liệu bán dẫn khác. Cấu tạo của diode này tương tự như điốt Zener , ngoại trừ mức doping trong diode này thay đổi từ diode Zener. Các điốt này được pha tạp nhiều. Do đó, độ rộng vùng suy giảm trong diode này là rất nhỏ. Do vùng này, sự đánh thủng ngược xảy ra ở điện áp thấp hơn trong diode này.
Mặt khác, điốt tuyết lở được pha tạp nhẹ. Vì vậy, chiều rộng lớp suy giảm của một diode tuyết lở được đánh giá rất lớn so với diode Zener. Do vùng suy giảm lớn này, sự đánh thủng ngược xảy ra ở điện áp cao hơn trong diode. Điện áp đánh thủng của diode này được định vị thận trọng bằng cách kiểm soát mức pha tạp trong sản xuất.
Hoạt động của một Diode tuyết lở
Chức năng chính của diode bình thường là cho phép dòng điện chỉ theo một hướng, tức là hướng thuận. Trong khi, avalanche diode cho phép dòng điện theo cả hai chiều. Nhưng, diode này được thiết kế đặc biệt để làm việc trong điều kiện phân cực ngược khi điện áp vượt quá điện áp đánh thủng trong điều kiện phân cực ngược. Điện áp mà dòng điện tăng lên bất ngờ được gọi là điện áp đánh thủng.
Cấu tạo điốt tuyết lở
Khi điện áp ở điều kiện phân cực ngược đặt vào diode này sau đó nó vượt qua điện áp đánh thủng, sự cố của đường giao nhau sẽ xảy ra. Sự cố vỡ đường giao nhau này được đặt tên là sự cố do tuyết lở. Bất cứ khi nào điện áp phân cực thuận được áp dụng cho diode này, thì nó bắt đầu hoạt động như một diode tiếp giáp p-n thông thường bằng cách cho phép dòng điện chạy qua nó.
Khi nào điện áp phân cực ngược được áp dụng cho điốt tuyết lở, khi đó các hạt tải điện đa số trong chất bán dẫn loại P và loại N được di chuyển ra khỏi điểm nối PN. Do đó, chiều rộng của vùng cạn kiệt tăng lên. Vì vậy, phần lớn các hạt tải điện sẽ không cho phép dòng điện. Mặc dù vậy, các hạt tải điện thiểu số biết được lực đẩy từ điện áp bên ngoài.
Kết quả là dòng các hạt tải điện thiểu số từ loại p sang loại n & loại n sang loại p bằng cách di chuyển dòng điện. Mặc dù vậy, dòng điện được di chuyển bởi các tàu sân bay thiểu số là rất ít. Dòng điện nhỏ đi qua bởi các hạt tải điện thiểu số được gọi là dòng điện rò ngược. Nếu điện áp phân cực ngược được áp dụng cho điều này, diode được tăng thêm nữa, các hạt mang điện tích nhỏ nhất sẽ nhận được một lượng lớn năng lượng và đi nhanh hơn với vận tốc tốt hơn.
Các electron chuyển động tự do với tốc độ cao sẽ va chạm với các nguyên tử sau đó truyền năng lượng cho các electron hóa trị. Các điện tử hóa trị nhận đủ năng lượng từ các điện tử nhanh sẽ tách ra khỏi nguyên tử mẹ và chuyển thành các điện tử tự do. Một lần nữa, các electron này được tăng tốc. Khi các electron tự do này va chạm với các nguyên tử khác, chúng sẽ làm bật ra nhiều electron hơn. Do sự va chạm liên tục này với các phân tử, một số lượng lớn các điện tử hoặc lỗ trống tự do được tạo ra. Số lượng lớn các điện tử tự do này giữ dòng điện quá tải trong diode.
Bất cứ khi nào điện áp ngược được áp dụng cho diode, sau đó nó liên tục tăng. Tại một số điểm cuối, sự cố tuyết lở và sự cố đường giao nhau xảy ra. Tại thời điểm này, một sự gia tăng nhỏ của điện áp sẽ làm tăng nhanh chóng dòng điện. Sự gia tăng bất ngờ của dòng điện này có thể phá hủy lâu dài điốt nối thông thường. Mặc dù vậy, điốt tuyết lở có thể không bị hỏng vì chúng được thiết kế thận trọng để hoạt động trong khu vực xảy ra sự cố tuyết lở.
Điện áp đánh thủng của Diode
Điện áp đánh thủng diode tuyết lở phụ thuộc vào mật độ pha tạp. Tăng mật độ pha tạp sẽ làm giảm điện áp đánh thủng của diode.
Điện áp đánh thủng của Diode
Các ứng dụng của Diode Avalanche
Các ứng dụng của một diode tuyết lở bao gồm những điều sau đây.
- Diode Avalanche được sử dụng để bảo vệ mạch. Khi điện áp phân cực ngược bắt đầu tăng cường, diode cố ý bắt đầu hiệu ứng tuyết lở ở một điện áp cố định.
- Điều này làm cho diode bắt đầu thực hiện dòng điện mà không làm tổn thương chính nó và chuyển nguồn điện cực lớn khỏi các mạch điện đến thiết bị đầu cuối mặt đất của nó.
- Các nhà thiết kế sử dụng diode nhiều hơn cho bảo vệ mạch khỏi điện áp không mong muốn .
- Các điốt này được sử dụng làm máy phát tiếng ồn trắng.
- Điốt tuyết lở tạo ra tiếng ồn RF, chúng thường được sử dụng làm nguồn nhiễu trong các bánh răng vô tuyến. Ví dụ, chúng thường được sử dụng như một nguồn tần số vô tuyến cho các cầu máy phân tích ăng-ten. Điốt tuyết lở được sử dụng để tạo tần số vi sóng.
Vì vậy, đây là tất cả về điốt tuyết lở, cấu tạo, cách làm việc và các ứng dụng. Hơn nữa, bất kỳ nghi ngờ nào liên quan đến khái niệm này hoặc biết về các loại điốt khác nhau , vui lòng đưa ra phản hồi của bạn bằng cách bình luận trong phần bình luận bên dưới. Đây là một câu hỏi cho bạn, chức năng của diode tuyết lở là gì?
