ديود الانهيار
| يكتب | سلبي |
|---|---|
| العمل | انهيار الانهيار الجليدي |
في الإلكترونيات، الصمام الثنائي الانهياري هو صمام ثنائي (مصنوع من السيليكون أو أشباه الموصلات الأخرى ) مصمم لتجربة انهيار جليدي عند جهد تحيز عكسي محدد . تم تصميم تقاطع الصمام الثنائي الانهياري لمنع تركيز التيار والبقع الساخنة الناتجة، بحيث لا يتضرر الصمام الثنائي بسبب الانهيار. يحدث انهيار الانهيار بسبب ناقلات الأقلية المتسارعة بما يكفي لإنشاء التأين في الشبكة البلورية، مما ينتج عنه المزيد من الناقلات، والتي بدورها تخلق المزيد من التأين. نظرًا لأن انهيار الانهيار موحد عبر التقاطع بالكامل، فإن جهد الانهيار ثابت تقريبًا مع تغير التيار [ يحتاج إلى توضيح ] عند مقارنته بصمام ثنائي غير انهياري. [1]
يُظهِر ثنائي زينر تأثيرًا مشابهًا ظاهريًا بالإضافة إلى انهيار زينر . كلا التأثيرين موجودان في أي ثنائي من هذا القبيل، لكن أحدهما يهيمن عادةً على الآخر. تم تحسين ثنائيات الانهيار لتأثير الانهيار، لذلك تُظهر انخفاضًا صغيرًا ولكنه كبير في الجهد في ظل ظروف الانهيار، على عكس ثنائيات زينر التي تحافظ دائمًا على جهد أعلى من الانهيار. [ مشكوك فيه - مناقشة ] توفر هذه الميزة حماية أفضل من زيادة التيار مقارنة بثنائي زينر البسيط وتعمل بشكل أكبر مثل استبدال أنبوب التفريغ الغازي . تتمتع ثنائيات الانهيار بمعامل درجة حرارة موجب صغير للجهد، في حين أن الثنائيات التي تعتمد على تأثير زينر لها معامل درجة حرارة سالب. [2] [ مشكوك فيه - مناقشة ]
الاستخدامات
مرجع الجهد
يختلف الجهد بعد الانهيار قليلاً فقط مع تغير التيار. وهذا يجعل الصمام الثنائي الانهياري مفيدًا كنوع من مرجع الجهد . عادةً ما تكون الصمامات الثنائية المرجعية للجهد المصنفة بأكثر من حوالي 6-8 فولت عبارة عن صمامات ثنائية انهيارية.
حماية
تطبيق شائع هو حماية الدوائر الإلكترونية من تلف الفولتية العالية . يتم توصيل الصمام الثنائي الانهياري بالدائرة بحيث يكون منحازًا عكسيًا. بعبارة أخرى، يكون كاثوده موجبًا بالنسبة إلى أنوده . في هذا التكوين، يكون الصمام الثنائي غير موصل ولا يتداخل مع الدائرة. إذا زاد الجهد عن حد التصميم، يدخل الصمام الثنائي في انهيار انهياري ، مما يتسبب في توصيل الجهد الضار إلى الأرض. عند استخدامها بهذه الطريقة، غالبًا ما يشار إليها باسم الصمامات الثنائية المشبكية أو مثبطات الجهد العابر لأنها تثبت أو "تثبت" الحد الأقصى للجهد إلى مستوى محدد مسبقًا. يتم تحديد الصمامات الثنائية الانهيارية عادةً لهذا الدور من خلال جهد التثبيت V BR والحد الأقصى من الطاقة العابرة التي يمكنها امتصاصها، والمحدد إما بالطاقة (بالجول ) أو . لا يكون انهيار الانهيار مدمرًا طالما تم منع الصمام الثنائي من ارتفاع درجة الحرارة.
توليد ضوضاء التردد الراديوي
تولد ثنائيات الانهيار ضوضاء التردد اللاسلكي . تُستخدم عادةً كمصدر للضوضاء في معدات الراديو ومولدات الأرقام العشوائية . على سبيل المثال، تُستخدم غالبًا كمصدر للتردد اللاسلكي لجسور محلل الهوائي . يمكن أيضًا استخدام ثنائيات الانهيار كمولدات للضوضاء البيضاء .
توليد ترددات الميكروويف
إذا تم وضعها في دائرة رنينية، يمكن أن تعمل الثنائيات الانهيارية كأجهزة مقاومة سلبية . الثنائي IMPATT هو ثنائي انهياري مُحسَّن لتوليد التردد.
كاشف الانهيارات الثلجية أحادية الفوتون
هذه مصنوعة من السيليكون المشوب وتعتمد على تأثير انهيار الانهيار للكشف حتى عن الفوتونات الفردية. الصمام الثنائي الضوئي الانهياري السيليكوني هو كاشف فوتون عالي الكسب. إنها "مثالية للاستخدام في التطبيقات عالية السرعة ومنخفضة مستوى الضوء". [3] يتم تشغيل الصمام الثنائي الضوئي الانهياري بجهد تحيز عكسي يصل إلى مئات الفولتات، أقل قليلاً من جهد انهياره. في هذا النظام، تأخذ أزواج الإلكترونات والفجوات الناتجة عن الفوتونات الواردة كمية كبيرة من الطاقة من المجال الكهربائي، مما يخلق المزيد من حاملات الشحنة الثانوية. يمكن تسجيل التيار الضوئي لفوتون واحد فقط بهذه الأجهزة الإلكترونية.
انظر أيضا
مراجع
- ^ LW Turner، (المحرر)، كتاب مرجع مهندس الإلكترونيات، الطبعة الرابعة ، نيونس، 1976، الصفحات 8-9 إلى 8-10.
- ^ Jacob Millman Microelectronics ، McGraw-Hill، 1979. ISBN 0-07-042327-X ، ص 45-47.
- ^ Advanced Photonix. "Advanced Photonix: Silicon Avalanche Photodiodes and Modules". مؤرشف من الأصل في 2011-12-21 . تم الاسترجاع في 2011-12-10 .
