Лавинный диод - Avalanche diode
| Тип | Пассивный |
|---|---|
| Принцип работы | Лавина |
В электронике лавинный диод - это диод (сделанный из кремния или другого полупроводника ), который предназначен для лавинного пробоя при заданном обратном напряжении смещения . Переход лавинного диода спроектирован так, чтобы предотвратить концентрацию тока и возникающие горячие точки, так что диод не будет поврежден пробоем. Лавинный пробой происходит из-за того, что неосновные носители заряда достаточно ускорены, чтобы вызвать ионизацию в кристаллической решетке, производя больше носителей, которые, в свою очередь, создают большую ионизацию. Поскольку лавинный пробой является равномерным по всему переходу, напряжение пробоя почти постоянно при изменении тока по сравнению с неавинтовым диодом.
Диод Зенера проявляет подобный эффект , по- видимому , в дополнении к пробою стабилитрона . Оба эффекта присутствуют в любом таком диоде, но обычно один преобладает над другим. Лавинные диоды оптимизированы для лавинного эффекта, поэтому они демонстрируют небольшое, но значительное падение напряжения в условиях пробоя, в отличие от стабилитронов, которые всегда поддерживают напряжение выше, чем пробой. Эта функция обеспечивает лучшую защиту от перенапряжения, чем простой стабилитрон, и действует больше как замена газоразрядной трубки . Лавинные диоды имеют небольшой положительный температурный коэффициент напряжения, тогда как диоды, основанные на эффекте Зенера, имеют отрицательный температурный коэффициент.
Использует
Опорное напряжение
Напряжение после пробоя незначительно меняется при изменении тока. Это делает лавинный диод полезным в качестве источника опорного напряжения . Диоды опорного напряжения, рассчитанные на напряжение более 6–8 В, обычно являются лавинными диодами.
Защита
Обычное применение - защита электронных схем от повреждения высоким напряжением . Лавинный диод включен в цепь так, что он имеет обратное смещение. Другими словами, его катод положителен по отношению к аноду . В этой конфигурации диод не проводит ток и не мешает работе схемы. Если напряжение превышает расчетный предел, диод выходит из строя , в результате чего опасное напряжение передается на землю. При использовании таким образом их часто называют ограничивающими диодами или ограничителями переходных напряжений, поскольку они фиксируют или «фиксируют» максимальное напряжение до заданного уровня. Лавинные диоды обычно предназначены для этой роли по их напряжению ограничения V BR и максимальному количеству переходной энергии, которую они могут поглотить, определяемой либо энергией (в джоулях ), либо . Лавинный пробой не является разрушительным до тех пор, пока диод не перегревается.
Генерация радиочастотного шума
Лавинные диоды генерируют радиочастотный шум. Они обычно используются в качестве источников шума в радиооборудовании и аппаратных генераторах случайных чисел . Например, они часто используются в качестве источника ВЧ для мостов антенного анализатора . Лавинные диоды также могут использоваться в качестве генераторов белого шума .
Генерация микроволновых частот
При включении в резонансный контур лавинные диоды могут действовать как устройства с отрицательным сопротивлением . Диод IMPATT представляет собой лавинный диод оптимизирована для генерации частоты.
Однофотонный лавинный детектор
Они сделаны из легированного кремния и зависят от эффекта лавинного пробоя для обнаружения даже одиночных фотонов. Кремниевый лавинный фотодиод представляет собой детектор фотонов с высоким коэффициентом усиления. Они «... идеальны для использования на высоких скоростях при слабом освещении». Лавинный фотодиод работает с напряжением обратного смещения до сотен вольт, что немного ниже его напряжения пробоя. В этом режиме электронно-дырочные пары, генерируемые падающими фотонами, забирают большое количество энергии из электрического поля, что создает больше вторичных носителей заряда. Эти электронные устройства могут регистрировать фототок только одного фотона.