Diferencia entre el diodo de empalme P-N y el diodo Zener

El diodo es el elemento semiconductor más simple, que tiene una conexión PN y dos terminales. Es un elemento pasivo porque la corriente fluye en una dirección. El diodo Zener, por el contrario, permite el flujo de la corriente inversa..

¿Qué es el diodo de unión P-N??

Los electrones semiconductores de tipo n son los principales portadores de la carga, mientras que los semiconductores tipo p son los portadores principales. Cuando los semiconductores de tipo p y n están conectados (lo que en la práctica se realiza mediante un proceso tecnológico mucho más complicado que un simple acoplamiento), ya que la concentración de electrones en el tipo n es mucho mayor que la de p tipo, hay una difusión de electrones y agujeros, que tiene como objetivo igualar la concentración en todas las partes de la estructura del semiconductor. Por lo tanto, los electrones comienzan a moverse de lugares más concentrados a otros con menos concentración, es decir, en la dirección del semiconductor de tipo n al tipo p.

De manera similar, esto se aplica a los orificios, pasando de semiconductores de tipo p a tipo n. En el límite del compuesto, se produce la recombinación, es decir, el llenado de agujeros con electrones. Así, alrededor del límite del compuesto, se forma una capa en la que se produjo el abandono de electrones y agujeros, y que ahora es en parte positiva y en parte negativa..

Como alrededor del campo, se forma una electrificación negativa y positiva, se establece un campo eléctrico, que tiene una dirección desde la carga positiva a la negativa. Es decir, se establece un campo, cuya dirección es tal que se oponga al movimiento adicional de electrones o agujeros (la dirección de los electrones bajo la influencia del campo es opuesta a la dirección del campo).

Cuando la intensidad del campo aumenta lo suficiente para evitar que otros electrones y agujeros se muevan, cesa el movimiento difuso. Luego se dice que dentro de la unión p-n se forma un área de carga espacial. La diferencia potencial entre los puntos finales de esta área se denomina barrera potencial.

Los principales operadores de la carga, a ambos lados de la unión, no pueden pasar en condiciones normales (ausencia de un campo extranjero). Se ha establecido un campo eléctrico dentro del área de carga espacial, que es más fuerte en el límite de la unión. A temperatura ambiente (con la concentración habitual de aditivo), la diferencia de potencial de esta barrera es de aproximadamente 0,2 V para el silicio o de aproximadamente 0,6 V para los diodos de germanio..

¿Qué es el diodo Zener??

A través de una conexión p-n polarizada no permeable, fluye una pequeña corriente inversa de saturación constante. Sin embargo, en diodos reales, cuando el voltaje de la polarización impenetrable excede un cierto valor, se produce una fuga repentina de corriente, de modo que la corriente eventualmente aumenta prácticamente sin ningún aumento adicional en el voltaje..

El valor del voltaje en el que surge una fuga repentina de corriente se denomina ruptura o voltaje Zener. Hay físicamente dos causas que conducen a la ruptura de la barrera p-n. En barreras muy estrechas, que son producidas por una contaminación muy alta de semiconductores de tipo p y n, los electrones de valencia pueden ser canalizados a través de la barrera. Este fenómeno se explica por la naturaleza ondulatoria del electrón..

Un desglose de este tipo se llama desglose de Zener, según el investigador que lo explicó por primera vez. En barreras más amplias, los transportistas minoritarios que cruzan libremente la barrera pueden ganar suficiente velocidad a altas intensidades de campo para romper los enlaces de valencia dentro de la barrera. De esta manera, se crean pares adicionales de agujeros de electrones, que contribuyen al aumento de la corriente..

La característica de tensión de alimentación del diodo Zener para el área de polarización del ancho de banda no difiere de las características de un diodo semiconductor rectificador común. En el campo de la polarización impermeable, las penetraciones del diodo Zener generalmente tienen valores más bajos que los voltajes de penetración de los diodos semiconductores ordinarios, y solo funcionan en el campo de la polarización impermeable.

Una vez que se produce la ruptura de la conexión p-n, la corriente puede limitarse a un cierto valor permitido solo con una resistencia externa, de lo contrario los diodos se destruyen. Los valores de la tensión de penetración del diodo Zener se pueden controlar durante el proceso de producción. Esto hace posible producir diodos con un voltaje de ruptura de varios voltios hasta varios cientos de voltios..

Los diodos con un voltaje de ruptura de menos de 5V no tienen un voltaje de ruptura claramente pronunciado y tienen un coeficiente de temperatura negativo (el aumento de temperatura disminuye el voltaje Zener). Los diodos con UZ> 5V tienen un coeficiente de temperatura positivo (el aumento de temperatura aumenta el voltaje Zener). Los diodos Zener se utilizan como estabilizadores y limitadores de tensión..

Diferencia entre el diodo de empalme P-N y el diodo Zener

1. Definición de diodo de empalme P-N y diodo Zener

El diodo es un componente electrónico que permite el flujo de electricidad en una dirección sin resistencia (o con muy poca resistencia), mientras que en la dirección opuesta tiene una resistencia infinita (o al menos muy alta). Los diodos Zener, por el contrario, permiten un flujo de corriente invertido cuando se alcanza el voltaje Zener.

2. Construcción de diodo de empalme P-N y diodo Zener

El diodo de unión P-n consta de dos capas semiconductoras (tipo p - ánodo y tipo n - cátodo). En el caso de los diodos Zener, las concentraciones de las impurezas en los semiconductores deben determinarse con precisión (por lo general, significativamente más altas que en los diodos p-n) para obtener el voltaje de ruptura deseado.

3. Aplicación de diodo de unión P-N y diodo Zener

Los primeros se utilizan como rectificadores, modeladores de onda, conmutadores, multiplicadores de voltaje. Los diodos Zener son los más utilizados como estabilizadores de voltaje..

Diodo de unión P-N vs. diodo Zener

Resumen del diodo de empalme P-N y el diodo Zener

• Los diodos de unión P-n están formados por dos (p y n) capas semiconductoras, lo que permite que la corriente fluya en una sola dirección, por lo que se utiliza como rectificador.
• Los diodos Zener están específicamente dopados, pudiendo transmitir corriente en ambas direcciones. Más comúnmente utilizados como estabilizadores de voltaje.