התמוטטות זנר והתמוטטות מפולת שלגים

דיודה היא רכיב אלקטרוני המורכב משתי אלקטרודות. שתי האלקטרודות הללו הן האלקטרודה החיובית והאלקטרודה השלילית. דיודות אלה מורכבות מחומרים מוליכים למחצה כמו גרמניום, סיליקון וסלניום. המאפיין החשוב ביותר של דיודות הוא שהם מסוגלים להוביל זרם בכיוון אחד בלבד. דיודות משמשות כמווסת מתח, מתגים, מיישרים וכו '. דיודת צומת PN היא סוג של דיודה בעלת צד שלילי (n) וצד חיובי (p). דיודות צומת PN נעשות על ידי הוספת זיהומים לשני הצדדים של החומר המוליך למחצה של הדיודה. שתי דיודות צומת PN כאלה הן דיודת זנר ודיודת מפולת. מאמר זה דן בסקירה כללית של התמוטטות זנר והתמוטטות מפולות. מהי דיודת זנר? דיודת זנר דומה למדי למדידת צומת PN רגילה אך היא פועלת בעיקר במצב מוטה הפוכה. עם זאת, כאשר דיודה צומת PN רגילה מחוברת במצב מוטה הפוכה, זוהי דיודת זנר. דיודת זנר אינה אלא דיודת צומת PN שסוממה בכבדות. דיודה כזו תוכננה במיוחד ליישומים חשובים שונים. דיודת זנר כאשר דיודת זנר מוטה קדימה, היא תפעל כמו דיודות רגילות. עם זאת, כאשר דיודת צומת PN נמצאת במצב מוטה הפוך, שכבת הדלדול של הדיודה תהפוך רחבה יותר. אם נמשיך להגדיל את המתח המוטה הפוך, שכבת הדלדול של הדיודה תהפוך רחבה יותר. כמו כן, יהיה זרם הרוויה הפוך קבוע בגלל נושאי המיעוט. ככל שממשיכים להפעיל את המתח ההפוך על פני צומת הדיודה, נושאי המיעוט ירכשו מספיק אנרגיה קינטית בגלל השדה החשמלי החזק. אלקטרונים חופשיים יתנגשו עם היונים הנייחים הנמצאים בשכבת הדלדול וייצרו יותר אלקטרונים חופשיים. האלקטרונים החדשים גם ירכשו מספיק אנרגיה קינטית והם גם ייצרו יותר אלקטרונים. בגלל תופעה זו ייווצר מספר עצום של אלקטרונים חופשיים, והדיודה תהפוך למוליכה. מהו התמוטטות הזנר? כאשר מתח מוטה הפוך לרוחב המסופים של דיודת צומת PN מסוממת מאוד, מיד אזור ההתדלדלות של הדיודה יתחיל להתרחב. בגלל המתח הזה, ייווצר מספר רב של נושאים אלקטרונים וחורים. לאזור הדלדול יש אלקטרונים בצד אחד וחורים בצד השני.נשאי מטען אלה יסייעו ליצור שדה חשמלי חזק מאוד על פני צומת הדיודה. גודל השדה החשמלי שנוצר יהיה תלוי בגודל המתח ההפוך המופעל. ככל שהמתח המוטה הפוך יגדל, גודל השדה החשמלי שנוצר גם יגדל.פירוק זנר שדה חשמלי זה יתחיל להפעיל כוח על האלקטרונים הנמצאים ברצועת הערכיות. הוא יתחיל למשוך את האלקטרונים ברצועת האנרגיה הגבוהה יותר הידועה גם בשם להקת ההולכה. בדרך זו, מספר עצום של אלקטרונים ייכנס לרצועת ההולכה ויסייע בתהליך ההולכה. תהליך זה נקרא התמוטטות זנר ויש לו מספר רב של יישומים. מהי דיודת מפולת? דיודת מפולת היא בעצם סוג של דיודה שתוכננה לגרום להתמוטטות מפולת במתח הטיה הפוכה מסוימת. צומת ה- PN של דיודת המפולת מתוכנן בצורה כזו שמונעת ריכוז זרם כך שהדיודה תישאר ללא פגיעה מהתמוטטות מפולת שלגים.דיודת המפולת דיודת המפולת בנויה בצורה דומה לזו של דיודת זנר, והן התמוטטות מפולת שלגים, כמו גם התמוטטות זנר, נמצאים בדיודה מפולת שלגים. דיודות המפולת נועדו במיוחד להתפרקות מפולת מפולות והם חווים נפילת מתח בגלל תנאי ההתמוטטות. שלא כמו דיודות זנר, דיודות המפולות שומרות על מתח גבוה יותר ממתח ההתמוטטות. תכונה זו של דיודת מפולת מספקת הגנת נחשול טובה יותר בהשוואה לדיודת זנר. דיודת מפולת יש מקדם מתח טמפרטורה חיובי קטן. מהי התמוטטות מפולת שלגים? בהתקן צומת PN, האלקטרונים החופשיים נעים על פני אזור הדלדול. כתוצאה מכך, הם בעלי מהירות ובגלל זה, האלקטרונים האלה יהיו בעלי אנרגיה קינטית. נושאי מטענים של המיעוט ינועו באופן אקראי בתוך מכשיר המוליכים למחצה בגלל מהירותם. אלקטרונים אלה יתנגשו עם אלקטרונים נייחים אחרים המוחזקים היטב לאטום בגלל קישור קוולנטי. האלקטרונים המאוגדים ישברו את הקשר הקוולנטי ויעזרו בתהליך ההולכה על ידי מעבר אל פס ההולכה. זה קורה בגלל האלקטרונים המהירים שנעים באזור הדלדול. אלקטרונים אלה מעבירים חלק מהאנרגיה הקינטית שלהם לאלקטרונים הנייחים וגורמים להם לזוז.התמוטטות מפולת שלגים זה גורם לאלקטרונים נייחים לנוע לעבר רצועת ההולכה. ככל שיגדל גודל המתח ההטיה ההפוכה על פני הדיודה, האנרגיה הקינטית תגדל גם היא. זה יגרום ליותר ויותר אלקטרונים להתנגש אחד בשני וכתוצאה מכך לייצר זרם. זרם גבוה זה עלול לגרום להתמוטטות הדיודה. תופעה זו נקראת גם התמוטטות מפולות. התמוטטות זנר נגרמת כאשר יש שדה חשמלי גבוה לצומת. מצד שני, התופעה של התמוטטות מפולת שלגים מתרחשת בגלל התנגשות של אלקטרונים הנעים במהירות גבוהה מאוד.הבדל נוסף טמון באופיו של סימום. התמוטטות זנר מתרחשת בדיודות מסוממות בכבדות ואילו התפרקות מפולת שלגים מתרחשת בדיודה מסוממת קלות. מקדם הטמפרטורה של התפרקות מפולת מפולות וזנר שונה גם כן. מתח התמוטטות זנר ישתנה בהיפוך עם הטמפרטורה אך מתח הפירוק המפולת ישתנה ישירות עם הטמפרטורה. מתח ההפעלה שונה גם בהתמוטטות זנר ומפולת. התמוטטות זנר מתרחשת כאשר מתח ההפעלה נמוך מ- 5V ואילו התמוטטות המפולת מתרחשת כאשר מתח ההפעלה גדול מ -5V. הבדל מרכזי נוסף בין המפולת למפולת הזנר הוא התנועה של רצועת ההולכה ורצועת הערכים. במקרה של התמוטטות מפולת שלגים, רצועת הערכיות תידחק לכיוון רצועת ההולכה. אז, מדובר בסקירה כללית של התמוטטות זנר והתפלגות מפולת שלגים. למדנו על הפונקציות של דיודות אלה. הכרנו גם על התמוטטות זנר והתפלגות מפולת שלגים ומונחים שונים הקשורים לכך. האם תוכל לציין כמה יישומים של דיודת זנר?

השאר הודעה 

רשימת הודעות