ダイオードは、2端子の電気部品です。 さまざまな電気および電子回路を構築する 。ダイオードは、アノードとカソードの2つの電極で構成されています。ほとんどのダイオードは、SI、Geなどの半導体材料で作られています。ダイオードの主な機能は、一方向にのみ電流を流すことです。ダイオードの用途には、スイッチ、電圧レギュレータ、発振器、整流器、信号ミキサーなどがあります。ゼナーダイオード、アバランシェダイオード、LED、レーザー、ショットキーなど、さまざまなタイプのダイオードが市場に出回っています。
アバランシェダイオード
この記事では、アバランシェダイオードの構造と動作に関する簡単な情報について説明します。アバランシェダイオードは、特定の逆バイアス電圧でアバランシェ降伏を経験するように設計されたダイオードの一種です。ダイオードの接合部は、主に電流の集中を停止するように設計されているため、ダイオードは故障しても安全です。
アバランシェダイオードとは何ですか？
アバランシェダイオードは一種です 半導体デバイス 逆ブレークダウン領域で動作するように特別に設計されています。これらのダイオードは、電気システムを余剰電圧から保護するためにシステムの圧力を制御するために使用される安全弁として使用されます。このシンボル ダイオードはツェナーダイオードと同じです 。アバランシェダイオードは、アノードとカソードの2つの端子で構成されています。アバランシェダイオードの記号は通常のダイオードと似ていますが、次の図に示す垂直バーのターンエッジがあります。
アバランシェダイオード
アバランシェダイオードの構造
一般的に、アバランシェダイオードはシリコンまたは他の半導体材料から作られています。このダイオードの構造はに似ています ツェナーダイオード ただし、このダイオードのドーピングレベルはツェナーダイオードから変化します。これらのダイオードは高濃度にドープされています。したがって、このダイオードの空乏領域幅はごくわずかです。この領域のため、このダイオードの低電圧で逆ブレークダウンが発生します。
一方、アバランシェダイオードは低濃度にドープされています。したがって、アバランシェダイオードの空乏層幅は、ツェナーダイオードに比べて非常に大きくなります。この大きな空乏領域のために、逆ブレークダウンはダイオードのより高い電圧で起こります。このダイオードのブレークダウン電圧は、製造時にドーピングレベルを制御することによって慎重に決定されます。
アバランシェダイオードの動作
通常のダイオードの主な機能は、一方向、つまり順方向にのみ電流を流すことです。一方、 アバランシェダイオード 両方向の電流を許可します。ただし、このダイオードは、逆バイアス状態で電圧がブレークダウン電圧を超えると、逆バイアス状態で動作するように特別に設計されています。予想外に電流が流れる電圧を絶縁破壊電圧といいます。
アバランシェダイオードの構造
このダイオードに逆バイアス状態の電圧を印加すると、ブレークダウン電圧を超えると、接合部のブレークダウンが発生します。このジャンクションブレークダウンは、アバランシェブレークダウンと呼ばれます。このダイオードに順方向バイアス電圧が印加されると、次のように動作し始めます。 通常のp-n接合ダイオード それを流れる電流を許可することによって。
いつ 逆バイアス電圧 がアバランシェダイオードに適用されると、P型およびN型半導体の大部分の電荷キャリアがPN接合から離れます。その結果、空乏領域の幅が広がります。したがって、大多数のキャリアは電流を許可しません。ただし、少数の電荷キャリアは外部電圧からの反発力を知っています。
その結果、電流を移動させることにより、少数電荷キャリアがp型からn型へ、n型からp型へと流れます。ただし、少数の電荷キャリアによって移動される電流はごくわずかです。少数の電荷キャリアが通過する小さな電流は、逆リーク電流と呼ばれます。これに逆バイアス電圧が印加されると、ダイオードがさらに増加し、少数の電荷キャリアが大量のエネルギーを取得し、より速い速度に速く進みます。
高速で自由に動く電子は原子と衝突し、エネルギーを価電子に伝達します。急速な電子から十分なエネルギーを得る価電子は、親原子から分離されて自由電子に変わります。この場合も、これらの電子は加速されます。これらの自由電子が他の原子と衝突すると、より多くの電子をノックオフします。分子とのこの絶え間ない衝突のために、膨大な数の自由電子または正孔が生成されます。これらの膨大な数の自由電子は、ダイオードに過負荷電流を保持します。
ダイオードに逆電圧が印加されると、常に増加します。ある終わりに、アバランシェ降伏と接合降伏が発生します。この時点で、電圧がわずかに増加すると、電流が急速に増加します。この予期しない電流の増加は、通常の接合ダイオードを永続的に破壊する可能性があります。ただし、アバランシェダイオードは、アバランシェ降伏領域で機能するように慎重に設計されているため、損傷しない可能性があります。
ダイオードの絶縁破壊電圧
アバランシェダイオードのブレークダウン電圧は、ドーピングの密度に依存します。ドーピング密度を上げると、ダイオードの絶縁破壊電圧が低下します。
ダイオードの絶縁破壊電圧
アバランシェダイオードの応用
アバランシェダイオードの用途は次のとおりです。
- アバランシェダイオードは、回路を保護するために使用されます。逆バイアス電圧が上昇し始めると、ダイオードは固定電圧で意図的にアバランシェ効果を開始します。
- これにより、ダイオードはそれ自体を傷つけることなく電流を流し始め、極端な電力を 電気回路 その接地端子に。
- 設計者はダイオードをより多く使用します 不要な電圧から回路を保護する 。
- これらのダイオードは、ホワイトノイズジェネレータとして使用されます。
- アバランシェダイオードはRFノイズを生成し、一般に電波源のノイズ源として使用されます。たとえば、アンテナアナライザブリッジの無線周波数のソースとして頻繁に使用されます。アバランシェダイオードは、マイクロ波周波数を生成するために使用されます。
したがって、これはすべてアバランシェダイオード、構造、作業、およびアプリケーションに関するものです。さらに、この概念または さまざまな種類のダイオードについて知っている 、下のコメントセクションにコメントしてフィードバックをお寄せください。ここにあなたへの質問があります、アバランシェダイオードの機能は何ですか？
