การก่อสร้างและการทำงานของ Avalanche Diode

ไดโอดเป็นส่วนประกอบไฟฟ้าสองขั้วที่ใช้ในการ สร้างวงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ . ไดโอดประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าสองขั้วคือขั้วบวกและขั้วลบ ไดโอดส่วนใหญ่ทำด้วยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เช่น SI, Ge เป็นต้นหน้าที่หลักของไดโอดคือนำกระแสไฟฟ้าไปในทิศทางเดียวเท่านั้น แอปพลิเคชันของไดโอด ได้แก่ สวิตช์ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าออสซิลเลเตอร์วงจรเรียงกระแสเครื่องผสมสัญญาณ ฯลฯ มีไดโอดประเภทต่างๆที่มีจำหน่ายในตลาดเช่นซีเนอร์ไดโอดไดโอดถล่ม LED เลเซอร์ Schottky เป็นต้น

โอดถล่ม

บทความนี้กล่าวถึงข้อมูลสั้น ๆ เกี่ยวกับการสร้างและการทำงานของไดโอดหิมะถล่ม ไดโอดหิมะถล่มเป็นไดโอดชนิดหนึ่งที่ออกแบบมาเพื่อสัมผัสกับการพังทลายของหิมะถล่มที่แรงดันไบอัสย้อนกลับโดยเฉพาะ จุดเชื่อมต่อของไดโอดส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบมาเพื่อหยุดความเข้มข้นของกระแสไฟฟ้าเพื่อให้ไดโอดปลอดภัยจากการสลาย

Avalanche Diode คืออะไร?

ไดโอดถล่มเป็นชนิดหนึ่ง อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อทำงานในพื้นที่การสลายย้อนกลับ ไดโอดเหล่านี้ใช้เป็นวาล์วระบายซึ่งใช้สำหรับควบคุมแรงดันของระบบเพื่อป้องกันระบบไฟฟ้าจากแรงดันไฟฟ้าเกิน สัญลักษณ์ของสิ่งนี้ ไดโอดเหมือนกับซีเนอร์ไดโอด . ไดโอดหิมะถล่มประกอบด้วยขั้วสองขั้วคือขั้วบวกและขั้วลบ สัญลักษณ์ไดโอดหิมะถล่มนั้นเหมือนกับไดโอดปกติ แต่มีขอบวงเลี้ยวของแถบแนวตั้งที่แสดงในรูปต่อไปนี้

โอดถล่ม

การก่อสร้างไดโอดถล่ม

โดยทั่วไปไดโอดหิมะถล่มทำจากซิลิคอนหรือวัสดุเซมิคอนดักเตอร์อื่น ๆ การสร้างไดโอดนี้คล้ายกับ ซีเนอร์ไดโอด ยกเว้นระดับการเติมในไดโอดนี้เปลี่ยนจากซีเนอร์ไดโอด ไดโอดเหล่านี้ถูกเจืออย่างหนัก ดังนั้นความกว้างของขอบเขตการพร่องในไดโอดนี้จึงน้อยมาก เนื่องจากภูมิภาคนี้การสลายแบบย้อนกลับเกิดขึ้นที่แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าในไดโอดนี้

ในทางกลับกันไดโอดหิมะถล่มจะถูกเจือเบา ๆ ดังนั้นความกว้างของชั้นพร่องของไดโอดหิมะถล่มจึงมีขนาดใหญ่มากที่ประเมินกับซีเนอร์ไดโอด เนื่องจากพื้นที่พร่องขนาดใหญ่นี้การสลายแบบย้อนกลับจะเกิดขึ้นที่แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นในไดโอด แรงดันไฟฟ้าสลายของไดโอดนี้ตั้งอยู่อย่างระมัดระวังโดยการควบคุมระดับยาสลบในการผลิต

การทำงานของ Avalanche Diode

หน้าที่หลักของไดโอดปกติคืออนุญาตให้กระแสไฟฟ้าไปในทิศทางเดียวเท่านั้นเช่นทิศทางไปข้างหน้า ในขณะที่ ไดโอดถล่ม อนุญาตให้กระแสไฟฟ้าทั้งสองทิศทาง แต่ไดโอดนี้ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อทำงานในสภาวะที่มีอคติย้อนกลับเมื่อแรงดันไฟฟ้าเกินแรงดันไฟฟ้าที่พังทลายในสภาวะที่มีอคติย้อนกลับ แรงดันไฟฟ้าที่กระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นโดยไม่คาดคิดเรียกว่าแรงดันไฟฟ้าเสีย

การก่อสร้างไดโอดถล่ม

เมื่อแรงดันไฟฟ้าในสภาวะไบแอสย้อนกลับถูกนำไปใช้กับไดโอดนี้แล้วมันจะเกินแรงดันไฟฟ้าพังจะเกิดการแตกของทางแยก การแยกทางแยกนี้ได้รับการตั้งชื่อเป็นรายละเอียดของหิมะถล่ม เมื่อใดก็ตามที่แรงดันไบอัสไปข้างหน้าถูกนำไปใช้กับไดโอดนี้มันจะเริ่มทำงานเช่นนี้ p-n ไดโอดทางแยกปกติ โดยอนุญาตให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

เมื่อไหร่ แรงดันไฟฟ้าย้อนกลับ ถูกนำไปใช้กับไดโอดหิมะถล่มจากนั้นผู้ให้บริการประจุส่วนใหญ่ในเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P และ N จะถูกย้ายออกจากทางแยก PN ด้วยเหตุนี้ความกว้างของพื้นที่พร่องจึงเพิ่มขึ้น ดังนั้นผู้ให้บริการส่วนใหญ่จะไม่อนุญาตให้มีกระแสไฟฟ้า แม้ว่าผู้ให้บริการส่วนน้อยจะรับรู้ถึงแรงที่น่ารังเกียจจากแรงดันไฟฟ้าภายนอก

เป็นผลให้การไหลของผู้ให้บริการประจุไฟฟ้าส่วนน้อยจาก p-type เป็น n-type & n-type ไปยัง p-type โดยการเคลื่อนย้ายกระแสไฟฟ้า แม้ว่ากระแสที่เคลื่อนย้ายโดยผู้ให้บริการรายย่อยมีน้อยมาก กระแสไฟฟ้าขนาดเล็กที่ส่งผ่านโดยผู้ให้บริการประจุไฟฟ้าของชนกลุ่มน้อยเรียกว่ากระแสรั่วไหลย้อนกลับ หากใช้แรงดันไบแอสย้อนกลับไดโอดจะเพิ่มขึ้นอีกผู้ให้บริการประจุไฟฟ้าส่วนน้อยจะได้รับพลังงานจำนวนมากและเร็วขึ้นเพื่อความเร็วที่ดีขึ้น

อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่อย่างอิสระด้วยความเร็วสูงจะชนกับอะตอมจากนั้นถ่ายโอนพลังงานไปยังเวเลนซ์อิเล็กตรอน เวเลนซ์อิเล็กตรอนที่ได้รับพลังงานเพียงพอจากอิเล็กตรอนอย่างรวดเร็วจะถูกแยกออกจากอะตอมแม่และเปลี่ยนเป็นอิเล็กตรอนอิสระ อีกครั้งอิเล็กตรอนเหล่านี้จะถูกเร่ง เมื่ออิเล็กตรอนอิสระเหล่านี้ชนกับอะตอมอื่นก็จะทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกไปมากขึ้น เนื่องจากการชนกับโมเลกุลอย่างต่อเนื่องนี้จึงทำให้เกิดอิเล็กตรอนหรือโฮลอิสระจำนวนมาก อิเล็กตรอนอิสระจำนวนมากเหล่านี้มีกระแสไฟฟ้าเกินในไดโอด

เมื่อใดก็ตามที่แรงดันย้อนกลับใช้กับไดโอดก็จะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในตอนท้ายเกิดการพังทลายของหิมะถล่มและการแยกทางแยก ณ จุดนี้แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยจะทำให้กระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว กระแสไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอย่างไม่คาดคิดนี้อาจทำลายไดโอดทางแยกปกติในระยะยาว แม้ว่าไดโอดหิมะถล่มอาจไม่ได้รับความเสียหายเนื่องจากได้รับการออกแบบมาอย่างระมัดระวังเพื่อให้ใช้งานได้ในบริเวณที่มีการพังทลายของหิมะถล่ม

แรงดันพังทลายของไดโอด

แรงดันไฟฟ้าพังทลายของไดโอดถล่มขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของยาสลบ การเพิ่มความหนาแน่นของยาสลบจะช่วยลดแรงดันไฟฟ้าของไดโอด

แรงดันพังทลายของไดโอด

การใช้งาน Avalanche Diode

การใช้งานไดโอดถล่มมีดังต่อไปนี้

• ไดโอด Avalanche ใช้เพื่อป้องกันวงจร เมื่อแรงดันไบแอสย้อนกลับเริ่มเพิ่มขึ้นไดโอดตั้งใจจะเริ่มเอฟเฟกต์หิมะถล่มที่แรงดันไฟฟ้าคงที่
• สิ่งนี้ทำให้ไดโอดเริ่มทำงานในปัจจุบันโดยไม่ทำให้ตัวเองได้รับบาดเจ็บและเปลี่ยนพลังงานที่รุนแรงออกไป วงจรไฟฟ้า ไปยังขั้วกราวด์
• นักออกแบบใช้ไดโอดมากขึ้นสำหรับ ป้องกันวงจรจากแรงดันไฟฟ้าที่ไม่ต้องการ .
• ไดโอดเหล่านี้ใช้เป็นเครื่องกำเนิดสัญญาณรบกวนสีขาว
• ไดโอด Avalanche สร้างสัญญาณรบกวน RF โดยทั่วไปจะใช้เป็นแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนในเกียร์วิทยุ ตัวอย่างเช่นมักใช้เป็นแหล่งคลื่นความถี่วิทยุสำหรับสะพานเครื่องวิเคราะห์เสาอากาศ ไดโอด Avalanche ใช้เพื่อสร้างความถี่ไมโครเวฟ

ดังนั้นนี่คือข้อมูลเกี่ยวกับไดโอดถล่มการก่อสร้างการทำงานและการใช้งาน นอกจากนี้ข้อสงสัยใด ๆ เกี่ยวกับแนวคิดนี้หรือถึง รู้เกี่ยวกับไดโอดประเภทต่างๆ โปรดแสดงความคิดเห็นของคุณโดยการแสดงความคิดเห็นในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง นี่คือคำถามสำหรับคุณว่าไดโอดหิมะถล่มมีหน้าที่อะไร?