Unterschied zwischen P-N-Verbindungsdiode und Zener-Diode

Diode ist das einfachste Halbleiterelement, das einen PN-Anschluss und zwei Anschlüsse aufweist. Es ist ein passives Element, da der Strom in eine Richtung fließt. Die Zenerdiode erlaubt dagegen das Fließen des Rückstroms.

Was ist eine P-N-Verbindungsdiode??

Bei n-Halbleitern sind die Elektronen die Hauptträger der Ladung, während bei p-Halbleitern die Hauptträger die Löcher sind. Wenn Halbleiter vom p-Typ und vom n-Typ verbunden sind (was in der Praxis durch einen viel komplizierteren technologischen Prozess als durch eine einfache Kopplung realisiert wird), da die Elektronenkonzentration im n-Typ viel größer ist als die im p- Typisch gibt es eine Diffusion von Elektronen und Löchern, die darauf abzielt, die Konzentration in allen Teilen der Halbleiterstruktur auszugleichen. Somit beginnen sich Elektronen von konzentrierter zu weniger konzentrierten Stellen zu bewegen, d. H. In Richtung des n-Typs zum Halbleiter vom p-Typ.

Gleiches gilt für Löcher, die sich vom p-Typ zum n-Typ Halbleiter bewegen. An der Grenze der Verbindung tritt Rekombination auf, d. H. Das Füllen von Löchern mit Elektronen. Um die Grenze der Verbindung herum bildet sich somit eine Schicht, in der Elektronen und Löcher aufgegeben wurden, und die jetzt teilweise positiv und teilweise negativ ist.

Wenn um das Feld herum eine negative und positive Elektrifizierung gebildet wird, wird ein elektrisches Feld aufgebaut, das eine Richtung von der positiven zur negativen Ladung hat. Das heißt, es wird ein Feld aufgebaut, dessen Richtung der weiteren Bewegung von Elektronen oder Löchern entgegenwirkt (die Richtung der Elektronen unter dem Einfluss des Feldes ist der Feldrichtung entgegengesetzt)..

Wenn die Feldintensität ausreichend ansteigt, um weitere Bewegungen von Elektronen und Löchern zu verhindern, hört die diffuse Bewegung auf. Dann heißt es, dass innerhalb des p-n-Übergangs ein räumlicher Ladungsbereich gebildet wird. Die Potenzialdifferenz zwischen den Endpunkten dieses Bereichs wird als potenzielle Barriere bezeichnet.

Die Hauptladungsträger auf beiden Seiten der Verbindung können unter normalen Bedingungen (Fehlen eines Fremdfeldes) nicht passieren. Im Bereich der räumlichen Belastung wurde ein elektrisches Feld aufgebaut, das an der Grenze der Verbindungsstelle am stärksten ist. Bei Raumtemperatur (bei der üblichen Additivkonzentration) beträgt die Potentialdifferenz dieser Barriere etwa 0,2 V für Silizium oder etwa 0,6 V für Germaniumdioden.

Was ist Zener-Diode??

Durch eine nicht permeable polarisierte p-n-Verbindung fließt ein kleiner Rückstrom konstanter Sättigung. Wenn jedoch in der realen Diode die Spannung der undurchlässigen Polarisation einen bestimmten Wert überschreitet, tritt ein plötzlicher Stromverlust auf, so dass der Strom praktisch ohne weiteren Spannungsanstieg ansteigt.

Der Wert der Spannung, bei der ein plötzlicher Stromverlust auftritt, wird als Durchbruch oder Zener-Spannung bezeichnet. Es gibt physikalisch zwei Ursachen, die zum Zusammenbruch der p-n-Barriere führen. In sehr engen Barrieren, die durch sehr starke Verschmutzung der Halbleiter vom Typ p und n erzeugt werden, können Valenzelektronen durch die Barriere getunnelt werden. Dieses Phänomen wird durch die Wellennatur des Elektrons erklärt.

Ein Zusammenbruch dieses Typs wird nach Angaben des Forschers, der ihn zuerst erklärt hat, als Zener-Zusammenbruch bezeichnet. In breiteren Barrieren können Minoritätsträger, die die Barriere frei passieren, bei hohen Feldstärken ausreichend Geschwindigkeit erreichen, um die Valenzbindungen innerhalb der Barriere zu durchbrechen. Auf diese Weise werden zusätzliche Paare von Elektronenlöchern geschaffen, die zur Stromerhöhung beitragen.

Die Leistungsspannungskennlinie der Zener-Diode für den Bandbreiten-Polarisationsbereich unterscheidet sich nicht von den Kennlinien einer gemeinsamen Gleichrichter-Halbleiterdiode. Auf dem Gebiet der undurchlässigen Polarisation haben die Durchdringungen der Zenerdiode normalerweise niedrigere Werte als die Durchdringungsspannungen gewöhnlicher Halbleiterdioden und sie arbeiten nur auf dem Gebiet der undurchlässigen Polarisation.

Nach dem Ausfall der p-n-Verbindung kann der Strom nur mit einem externen Widerstand auf einen bestimmten zulässigen Wert begrenzt werden, da sonst die Dioden zerstört werden. Die Werte der Durchdringungsspannung der Zenerdiode können während des Produktionsprozesses gesteuert werden. Dadurch ist es möglich, Dioden mit einer Durchbruchspannung von einigen Volt bis zu mehreren hundert Volt herzustellen.

Dioden mit einer Durchbruchspannung von weniger als 5 V haben keine klar ausgeprägte Durchbruchspannung und einen negativen Temperaturkoeffizienten (der Temperaturanstieg verringert die Zener-Spannung). Dioden mit UZ> 5V haben einen positiven Temperaturkoeffizienten (der Temperaturanstieg erhöht die Zenerspannung). Die Zenerdioden werden als Stabilisatoren und Spannungsbegrenzer eingesetzt.

Unterschied zwischen P-N-Verbindungsdiode und Zener-Diode

1. Definition von P-N-Verbindungsdiode und Zener-Diode

Diode ist eine elektronische Komponente, die den Stromfluss in eine Richtung ohne Widerstand (oder mit sehr geringem Widerstand) ermöglicht, während in entgegengesetzter Richtung ein unendlicher (oder zumindest sehr hoher) Widerstand besteht. Zener-Dioden hingegen ermöglichen einen umgekehrten Stromfluss, wenn die Zener-Spannung erreicht ist.

2. Konstruktion einer P-N-Verbindungsdiode und Zener-Diode

Die Diode mit p-n-Übergang besteht aus zwei Halbleiterschichten (p-Anode und n-Typ Kathode). Im Fall von Zenerdioden müssen die Konzentrationen der Verunreinigungen in den Halbleitern genau bestimmt werden (typischerweise deutlich höher als in p-n-Dioden), um die gewünschte Durchbruchspannung zu erhalten.

3. Anwendung von P-N-Verbindungsdiode und Zener-Diode

Die ersten werden als Gleichrichter, Wellenformer, Umschalter und Spannungsvervielfacher eingesetzt. Zenerdioden werden meistens als Spannungsstabilisatoren verwendet.

P-N-Verbindungsdiode vs. Zener-Diode

Zusammenfassung der P-N-Verbindungsdiode und Zener-Diode

• P-n-Übergangsdioden bestehen aus zwei (p und n) Halbleiterschichten, die den Stromfluss nur in eine Richtung zulassen und somit als Gleichrichter dienen.
• Zenerdioden sind spezifisch dotiert und können Strom in beide Richtungen übertragen. Am häufigsten als Spannungsstabilisatoren verwendet.