Diodo de avalancha

Un diodo de avalancha es muy similar a un diodo Zener y este diodo funciona en la zona de polarización inversa. La imagen de este diodo es idéntica a la de un Zener porque es un tipo de diodo de unión PN.

En este artículo hablaremos de su definición, desarrollo y funcionamiento de un diodo de avalancha.

¿Qué es un diodo de avalancha?

O diodo de avalancha es un tipo particular de sistema semiconductor diseñado para funcionar dentro de la zona de ruptura inversa. Los diodos de avalancha se utilizan como válvulas reductoras (un tipo de válvula utilizada para gestionar la tensión en un sistema) para proteger los métodos eléctricos de los picos de tensión.

Imagen del diodo de avalancha

La imagen del diodo de avalancha y del diodo zener es idéntica. El diodo de avalancha consta de dos terminales: ánodo y cátodo, y la imagen se demuestra dentro de la siguiente determinación.

símbolo del diodo de avalancha

La imagen del diodo de avalancha es muy similar a la del diodo convencional, pero con los lados doblados en la barra vertical.

Edificio

Los diodos de avalancha suelen fabricarse con silicio o con otras fuentes de semiconductores. El desarrollo del diodo de avalancha es muy similar al del Diodo Zenersin embargo, el grado de dopaje del diodo de avalancha difiere del del diodo zener.

Los diodos Zener están muy dopados. Debido a este hecho, la anchura del área de agotamiento dentro del diodo zener puede ser muy fina. Debido a esta fina capa o área de agotamiento, el decaimiento inverso se produce con tensiones decrecientes dentro del diodo zener.

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Sin embargo, los diodos de avalancha están silenciosamente dopados. Debido a este hecho, la anchura de la capa de agotamiento dentro del diodo de avalancha puede ser muy grande en comparación con el diodo zener. Debido a esta enorme área de agotamiento, la ruptura inversa se produce con tensiones elevadas en el interior del diodo de avalancha. O tensión de ruptura del diodo de avalancha se establece estrictamente controlando el grado de dopaje durante la fabricación.

Operación

Un diodo de unión p-n estándar sólo permite la presencia eléctrica dentro de la ruta de avance, mientras que un diodo de avalancha permite la presencia eléctrica en cada una de las instrucciones de avance y retroceso. Sin embargo, el diodo de avalancha está especialmente diseñado para funcionar bajo circunstancias de polarización inversa.

El diodo de avalancha permite la presencia eléctrica dentro de la ruta inversa cuando la tensión de polarización inversa supera la tensión de ruptura. El propósito o la tensión a la que la tensión eléctrica presente aumentará repentinamente, conocida como tensión de ruptura.

Cuando la tensión de polarización inversa utilizada para el diodo de avalancha supera la tensión de ruptura, se produce una ruptura de la unión. Esta ruptura de la unión se conoce como ruptura de avalancha.

Cuando se utiliza una tensión de polarización hacia delante para el diodo de avalancha, éste se presenta como un diodo de unión p-n estándar, permitiendo que la presencia eléctrica se mueva a través de él.

Cuando se utiliza una tensión de polarización inversa para el diodo de avalancha, los electrones libres (portadores mayoritarios) del semiconductor de tipo n y los huecos (portadores mayoritarios) del semiconductor de tipo p se alejan de la unión. Debido a esto, la anchura de la zona de agotamiento aumentará. Debido a este hecho, la mayoría de los portadores no llevarán la energía eléctrica presente. Sin embargo, los portadores minoritarios (electrones libres dentro del tipo p y huecos dentro del tipo n) tienen un poder de repulsión de tensión hacia el exterior.

funcionamiento del diodo de avalancha

Por ello, los portadores minoritarios pasan del tipo p al tipo n y del tipo n al tipo p con presencia eléctrica. Sin embargo, el presente eléctrico transportado por los portadores minoritarios puede ser muy pequeño. Este pequeño presente eléctrico transportado por los portadores minoritarios, conocido como presente de fuga inversa.

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Si la tensión de polarización inversa utilizada para el diodo de avalancha se eleva adicionalmente, los portadores minoritarios (electrones o huecos libres) adquirirán una cantidad considerable de vitalidad y velocidad hasta alcanzar velocidades más altas.

Los electrones libres que se transfieren a una velocidad excesiva chocan con los átomos y cambian su vitalidad a electrones de valencia.

Los electrones de valencia que adquieren la vitalidad adecuada de los electrones de alta velocidad se liberan del átomo padre y se transforman en electrones libres. Estos electrones libres se aceleran de nuevo. Cuando estos electrones libres vuelven a colisionar con otros átomos, liberan electrones adicionales.

Debido a esta colisión constante con los átomos, se generan numerosos portadores minoritarios (electrones libres o huecos). Esta enorme variedad de electrones libres lleva un extra presente dentro del diodo.

Cuando la tensión inversa utilizada por el diodo de avalancha aumenta de forma constante, llega un momento en que se produce la ruptura de la unión o la ruptura de la avalancha. En este nivel, un pequeño aumento de la tensión mejorará repentinamente el presente eléctrico. Este aumento repentino de la corriente eléctrica puede destruir completamente el diodo de unión p-n convencional. Sin embargo, los diodos de avalancha no pueden destruirse porque están rigurosamente diseñados para funcionar dentro de la zona de ruptura de la avalancha.

fallo de avalancha
curva característica de los diodos de avalancha
Curva característica del diodo de avalancha

La tensión de ruptura del diodo de avalancha depende de la densidad de dopaje. El aumento de la densidad de dopaje disminuye la tensión de ruptura del diodo de avalancha.

Propósitos

Las funciones de un diodo de avalancha son las siguientes

  • Se utiliza para proteger el circuito frente a un regalo o una tensión adicional.
  • El diodo funciona fácilmente y sin daños a temperaturas excesivas.
  • Este diodo se utiliza como generador de ruido blanco y además genera ruido de RF. Debido a este hecho, se utiliza en los aparatos de radio como fuente de ruido.
  • Permite el movimiento de polarización inversa presente con daños si la tensión de polarización inversa es excesiva en comparación con la tensión de ruptura inversa.
  • Este diodo se utiliza cuando el sistema quiere una presencia excesiva como resultado de una capacidad de multiplicación excesiva.
  • Este diodo genera un ruido suave y silencioso.
  • El diodo de avalancha se utiliza en la detección de frecuencias de microondas porque actúa como un sistema de resistencia dañina.
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