Différence entre la diode de jonction P-N et la diode Zener

La diode est l'élément semi-conducteur le plus simple, qui a une connexion PN et deux bornes. C'est un élément passif car le courant circule dans un sens. La diode Zener, au contraire, permet la circulation du courant inverse.

Qu'est-ce que la diode de jonction P-N?

Dans le type n, les électrons semi-conducteurs sont les principaux porteurs de la charge, tandis que dans les semi-conducteurs de type p, les principaux porteurs sont les trous. Lorsque des semi-conducteurs de type p et de type n sont connectés (ce qui en pratique est réalisé par un processus technologique beaucoup plus compliqué qu'un simple couplage), car la concentration d'électrons dans le type n est beaucoup plus grande que celle dans le p- type, il y a une diffusion d'électrons et de trous, qui vise à égaliser la concentration dans toutes les parties de la structure semi-conductrice. Ainsi, les électrons commencent à se déplacer des endroits les plus concentrés vers des endroits moins concentrés, c'est-à-dire dans la direction du semi-conducteur de type n vers le type p.



De même, cela s'applique aux trous, passant du semi-conducteur de type p au type n. À la frontière du composé, une recombinaison se produit, c'est-à-dire le remplissage des trous avec des électrons. Ainsi, autour de la limite du composé, une couche se forme dans laquelle un abandon d'électrons et de trous s'est produit, et qui est maintenant en partie positive et en partie négative.



Comme autour du champ, une électrification négative et positive est formée, un champ électrique est établi, qui a une direction allant de la charge positive à la charge négative. Autrement dit, un champ est établi, dont la direction est telle qu'elle s'oppose au mouvement ultérieur des électrons ou des trous (la direction des électrons sous l'influence du champ est opposée à la direction du champ).

Lorsque l'intensité du champ augmente suffisamment pour empêcher d'autres mouvements d'électrons et de trous, le mouvement diffus cesse. Ensuite, on dit qu'à l'intérieur de la jonction p-n, une zone de charge spatiale est formée. La différence de potentiel entre les points finaux de cette zone est appelée une barrière potentielle.



Les principaux porteurs de charge, de part et d'autre de la jonction, sont incapables de passer dans des conditions normales (absence de champ étranger). Un champ électrique a été établi dans la zone de charge spatiale, qui est la plus forte à la limite de la jonction. A température ambiante (avec la concentration habituelle en additif), la différence de potentiel de cette barrière est d'environ 0,2 V pour le silicium ou d'environ 0,6 V pour les diodes au germanium.

Qu'est-ce que la diode Zener?

Grâce à une connexion p-n polarisée non perméable, un petit courant inverse de saturation constante circule. Cependant, en diode réelle, lorsque la tension de la polarisation impénétrable dépasse une certaine valeur, une fuite soudaine de courant se produit, de sorte que le courant augmente finalement pratiquement sans augmentation supplémentaire de tension.



La valeur de la tension dans laquelle une fuite soudaine de courant se produit est appelée tension de claquage ou tension Zener. Il y a physiquement deux causes qui conduisent à la rupture de la barrière p-n. Dans les barrières très étroites, qui sont produites par une très forte pollution des semi-conducteurs de type p et n, des électrons de valence peuvent être tunnelés à travers la barrière. Ce phénomène s'explique par la nature ondulatoire de l'électron.

Une panne de ce type s'appelle la panne de Zener, selon le chercheur qui l'a expliquée le premier. Dans les barrières plus larges, les porteurs minoritaires franchissant librement la barrière peuvent gagner suffisamment de vitesse à des intensités de champ élevées pour rompre les liaisons de valence à l'intérieur de la barrière. De cette manière, des paires supplémentaires de trous d'électrons sont créées, ce qui contribue à l'augmentation du courant.

La caractéristique puissance-tension de la diode Zener pour la zone de polarisation de la largeur de bande ne diffère pas des caractéristiques d'une diode semi-conductrice redresseur commune. Dans le domaine de la polarisation imperméable, les pénétrations des diodes Zener ont généralement des valeurs inférieures aux tensions de pénétration des diodes semi-conductrices ordinaires, et elles ne fonctionnent que dans le domaine de la polarisation imperméable.

Une fois que la rupture de la connexion p-n se produit, le courant peut être limité à une certaine valeur admissible uniquement avec une résistance externe, sinon les diodes sont détruites. Les valeurs de la tension de pénétration de la diode Zener peuvent être contrôlées pendant le processus de production. Cela permet de réaliser des diodes avec une tension de claquage de plusieurs volts jusqu'à plusieurs centaines de volts.

Les diodes avec une tension de claquage inférieure à 5V n'ont pas une tension de claquage clairement prononcée et ont un coefficient de température négatif (l'élévation de température diminue la tension Zener). Les diodes avec UZ> 5V ont un coefficient de température positif (la montée en température augmente la tension Zener). Les diodes Zener sont utilisées comme stabilisateurs et limiteurs de tension.

Différence entre la diode de jonction P-N et la diode Zener

  1. Définition de la diode de jonction P-N et de la diode Zener

La diode est un composant électronique qui permet la circulation de l'électricité dans un sens sans résistance (ou avec très peu de résistance) tandis que dans le sens opposé a une résistance infinie (ou au moins très élevée). Les diodes Zener, au contraire, permettent un flux de courant inversé lorsque la tension Zener est atteinte.

  1. Construction de la diode de jonction P-N et de la diode Zener

La diode à jonction P-n se compose de deux couches semi-conductrices (type p - anode et type n - cathode). Dans le cas des diodes Zener, les concentrations des impuretés dans les semi-conducteurs doivent être déterminées avec précision (typiquement nettement plus élevées que dans les diodes p-n) afin d'obtenir la tension de claquage souhaitée.

  1. Application de la diode de jonction P-N et de la diode Zener

Les premiers sont utilisés comme redresseurs, modeleurs d'ondes, commutateurs, multiplicateurs de tension. Les diodes Zener sont le plus souvent utilisées comme stabilisateurs de tension.

Diode de jonction P-N vs diode Zener

Diode de jonction P-N VERSUS Diode Zener

Résumé de la diode de jonction P-N et de la diode Zener

  • Les diodes à jonction P-n sont constituées de deux (p et n) couches semi-conductrices, permettant au courant de circuler dans une seule direction, étant ainsi utilisées comme redresseurs.
  • Les diodes Zener sont spécifiquement dopées, capables de transmettre du courant dans les deux sens. Le plus couramment utilisé comme stabilisateur de tension.

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