تبلیغات
مهندسی الکترونیک - دیود زنر۲

 


بازدید : مرتبه
تاریخ : شنبه 16 تیر 1386

دیود زنر:
دیود های زنر یا شكست ، دیود های نیمه هادی با پیوند p-n هستند كه در ناحیه بایاس معكوس كار كرده و دارای كاربردهای زیادی در الكترونیك ، مخصوصآ به عنوان ولتاژ مبنا و یا تثبیت كننده ی ولتاژ دارند.

دیود زنر:
دیود های زنر یا شكست ، دیود های نیمه هادی با پیوند p-n هستند كه در ناحیه بایاس معكوس كار كرده و دارای كاربردهای زیادی در الكترونیك ، مخصوصآ به عنوان ولتاژ مبنا و یا تثبیت كننده ی ولتاژ دارند.

هنگامیكه پتانسیل الكتریكی دو سر دیود را در جهت معكوس افزایش دهیم در ولتاژ خاصی پدیده شكست اتفاق می افتد، بد ین معنی كه با افزایش بیشتر ولتاژ ، جریان بطور سریع و ناگهانی افزایش خواهد داشت. دیود های زنر یا شكست دیود هایی هستند كه در این ناحیه یعنی ناحیه شكست كار میكنند و ظرفیت حرارتی آنها طوری است كه قادر به تحمل محدود جریانمعینی در حالت شكست می باشند، برای توجیه فیزیكی پدیده شكست دو نوع مكانیسم وجود دارد.
مكانیسم اول در ولتاژهای كمتر از 6 ولت برای دیودهایی كه غلظت حامل ها در آن زیاد است اتفاق می افتد و به پدیده شكست زنر مشهور است. در این نوع دیود ها به علت زیاد بودن غلظت ناخالصی ها در دو قسمت p و n ، عرض منطقه ی بار فضای پیوند باریك بوده و در نتیجه با قرار دادن یك اختلاف پتانسیل v بر روی دیود (پتانسیل معكوس) ، میدان الكتریكی زیادی در منطقه ی پیوند ایجاد می شود.
با افزایش پتانسیل v به حدی می رسیمكه نیروی حاصل از میدان الكتریكی ، یكی از پیوند های كووالانسی را می شكند. با افزایش بیشتر پتانسیل دو سر دیود از انجایی كه انرژی یا نیروهای پیوند كووالانسی باند ظرفیت در كریستال نیمه هادی تقریبأ مساوی صفر است ، پتانسیل تغییر چندانی نكرده ، بلكه تعداد بیشتری از پیوندهای ظرفیتی شكسته شده و جریان دیود افزایش می یابد.
آزمایش نشان میدهد كه ضریب حرارتی ولتاژ شكست برای این نوع دیود منفی است ، یعنی با افزایش درجه حرارت ولتاژ شكست كاهش می یا بد. بنابر این دیود با ولتاژ كمتری به حالت شكست می رود (انرژی باند غدغن برای سیلیكن و ژرمانیم در درجه حرارت صفر مطلق بترتیب 1.21 و0.785 الكترون_ولت است، و در درجه حرارت 300 درجه كلوین این انرژی برای سیلیكن ev 1.1و برای ژرمانیم ev0.72 خواهد بود). ثابت می شود كه می دان الكتریكی لازم برای ایجاد پدیده زنر در حدود 2*10است.
این مقدار برای دیود هایی كه در آنها غلظت حامل ها خیلی زیاد است در ولتاژهای كمتر از 6 ولت ایجاد می شود . برای دیودهایی كه دارای غلظت حاملهای كمتری هستند ولتاژ شكست زنر بالاتر بوده و پدیده ی دیگری بنام شكست بهمنی در آنها اتفاق می افتد (قبل از شكست زنر) كه ذیلأ به بررسی آن می پردازیم.
مكانیسم دیگری كه برای پدیده شكست ذكر می شود ، مكانیسم شكست بهمنی است. این مكانیسم در مورد دیودهایی كه ولتاژ شكست آنها بیشتر از 6 ولت است صادق می باشد . در این دیود ها به علت كم بودن غلظت ناخالصی ، عرض منطقه ی بار فضا زیاد بوده و میدان الكتریكی كافی برای شكستن پیوندهای كووالانسی بوجود نمی آید ، بلكه حاملهای اقلیتی كه بواسطه انرژی حرارتی آزاد می شود ، در اثر میدان الكتریكی شتاب گرفته و انرژی جنبشی كافی بدست آورده و در بار فضا با یون های كریستال برخورد كرده و در نتیجه پیوندهای كووالانسی را می شكنند . با شكستن هر پیوند حاملهای ایجاد شده كه خود باعث شكستن پیوند های بیشتر می شوند .
بدین ترتیب پیوندها بطور تصاعدی یا زنجیری و یا بصورت پدیده ی بهمنی شكسته می شوند و این باعث می شود كه ولتاژ دو سر دیود تقریبأ ثابت مانده و جریان آن افزایش یافته و بواسطه ی مدار خارجی محدود می شود . چنین دیود هایی دارای ضریب درجه ی حرارتی مثبت هستند . زیرا با افزایش درجه ی حرارت اتمهای متشكله كریستال به ارتعاش در آورده ، در نتیجه احتمال برخورد حاملهای اقلیت با یونها ، بهنگام عبور از منطقه بار فضا زیادتر می گردد . به علت زیاد شدن برخوردها احتمال اینكه انرژی جنبشی حفره یا الكترون بین دو برخورد متوالی بمقدار لازم برای شكست پیوند برسد كمتر شده و در نتیجه ولتاژ شكست افزایش می یابد.




طبقه بندی: معرفی اجزای مدار، 
ارسال توسط سمیرا
ویژه ها
آرشیو مطالب
پیوند های روزانه
امکانات جانبی
blogskin