Diodo de avalancha: símbolo, características y aplicaciones

Descubre el mundo fascinante del diodo de avalancha en nuestro nuevo artículo. Exploraremos su símbolo, características y las emocionantes aplicaciones que lo hacen indispensable en numerosas industrias. ¡Prepárate para sumergirte en la electrónica de vanguardia!

Como el diodo Zener, diodo de avalancha es un diodo semiconductor que opera especialmente en el región de polarización inversa. Es un tipo de diodo de unión PN que tiene el mismo símbolo que el diodo Zener. El diodo de avalancha está diseñado de tal manera que puede resistir la ruptura de la avalancha sin ser dañado por el aumento repentino y brusco de la corriente inversa.

Se ve que un diodo de unión PN normal se daña debido a un aumento de la temperatura causado por un aumento repentino de la corriente. Para evitar tales daños al diodo en aplicaciones específicas, los diodos de avalancha están diseñados y utilizados.

Símbolo de diodo de avalancha

El símbolo de un diodo de avalancha se muestra en la figura 1.

Diodo de avalancha: símbolo, características y aplicaciones
Fig. 1 Símbolo de diodo de avalancha

Un diodo de avalancha tiene dos terminales, es decir, ánodo y cátodo. Está hecho de material semiconductor tipo P y tipo N. Funciona en condiciones de polarización inversa.

El dopaje del diodo de avalancha difiere del de un diodo Zener. El diodo de avalancha está ligeramente dopado a diferencia de un diodo Zener y, por lo tanto, forma una capa de agotamiento que tiene un ancho alto. Dado que el ancho de la capa de agotamiento decide el voltaje de ruptura en un diodo. Por lo tanto, el voltaje de ruptura de avalancha ocurre a un voltaje más alto que el voltaje de ruptura de Zener.

Funcionamiento del diodo de avalancha

El funcionamiento del diodo de avalancha en la condición de polarización directa es similar al diodo de unión PN normal. También permite que la corriente fluya en la condición de polarización inversa cuando se aplica un voltaje inverso mayor que el voltaje de ruptura inverso. Esto se debe a la avería de la avalancha. Por lo tanto, generalmente se usa en la condición de reserva sesgada.

El diodo de avalancha está en la condición de polarización inversa, lo que se logra conectando la terminal positiva de la fuente con el material tipo N del diodo y el material tipo P del diodo con la terminal negativa de la fuente.

Cuando se aplica un voltaje inverso a este diodo, una pequeña corriente de fuga inversa fluye a través del diodo debido a los portadores de carga minoritarios. Cuando este voltaje de polarización inversa aumenta aún más, induce un fuerte campo eléctrico en la región de agotamiento; aumenta la ganancia de energía del portador de carga minoritario. Esto da como resultado el movimiento rápido de los portadores de carga minoritarios.

Estos portadores de carga minoritarios de rápido movimiento chocan con los átomos y separan el electrón de valencia del átomo. Ahora este electrón de valencia se vuelve libre. Este proceso ocurre continuamente. Esto hace que una gran cantidad de electrones se liberen de los átomos. Esto dará como resultado un aumento en la corriente inversa a través de la unión PN. A medida que el voltaje aplicado alcanza el voltaje, conocido como voltaje de ruptura de avalancha, el diodo entra en la condición de ruptura. Una gran corriente inversa aumenta rápidamente. Este tipo de desglose donde los transportistas se multiplican se conoce como desglose de avalancha. Como la palabra avalancha significa gran masa, la producción de la gran corriente debido a la ruptura de la avalancha se conoce como corriente de avalancha.

La característica del diodo de avalancha es casi similar a la del diodo Zener. La ruptura de la avalancha se produce debido a los portadores minoritarios presentes en el cruce. Los diodos de avalancha están construidos de tal manera que la caída de voltaje que ocurre en la región de ruptura es menor que la caída de voltaje en el diodo Zener.

La característica IV de un diodo de avalancha se muestra en la figura 2.

Diodo de avalancha: símbolo, características y aplicaciones
Fig. 2 característica del diodo de avalancha IV

Ventajas del diodo de avalancha

Las ventajas de un diodo de avalancha son

1. Protege el diodo de ser dañado por el aumento de la corriente y la temperatura.

2. La corriente de ruptura de avalancha se multiplica y da una corriente alta.

3. El diodo protege los dispositivos de los daños causados ​​por voltajes excesivos.

4. El rendimiento del diodo es alto.

5. El dopado en los materiales semiconductores utilizados para la construcción del diodo de avalancha es bajo.

6. El diodo de avalancha exhibe el efecto de multiplicación y aumenta la corriente.

Desventajas del diodo de avalancha

Las desventajas de los diodos de avalancha son

1. La salida del diodo no es lineal.

2. El voltaje de ruptura de avalancha requerido es más alto que el voltaje de ruptura de Zener.

3. La fiabilidad es baja.

4. La producción de ruido en este diodo es mayor que la de un diodo de unión PN normal.

Aplicaciones de diodos de avalancha

Las aplicaciones de un diodo de avalancha son

1. Para proteger un circuito, se utiliza el diodo de avalancha. Debido al efecto de avalancha, el diodo exhibe protección contra la alta corriente ascendente.

2. El diodo funciona sin problemas sin dañarse a altas temperaturas.

3. Para proteger los dispositivos conectados al circuito del voltaje excesivo, se conecta un diodo de avalancha al circuito.

4. El diodo de avalancha se utiliza para generar un ruido tranquilo y relajante.

5. En los equipos de radio, estos diodos se utilizan como generadores de ruido para los dispositivos de radiofrecuencia.

6. El diodo de avalancha se utiliza en la detección de frecuencia de microondas, ya que actúa como un dispositivo de resistencia negativa.

7. El diodo de avalancha se utiliza como detector de un solo fotón en varias aplicaciones.

8. Los dispositivos que requieren alta corriente usan diodo de avalancha ya que tiene capacidad de multiplicación de corriente.

Autor

Sunmoni Gohain
NIT Silcar

Referencias

1. http://electricalarticle.com/avalanche-diode-construction-working-and-application/
2. https://www.electrical4u.com/avalanche-diode/
3. https://www.physics-and-radio-electronics.com/electronic-devices-and-circuits/semiconductor-diodes/avalanchediode-constructionandworking.html

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