Diferencia entre el diodo de unión PN y el diodo Zener

La conductividad eléctrica de un material semiconductor se encuentra entre la de un conductor, como el cobre metálico, y la de un aislante, como el vidrio. A medida que aumenta la temperatura, su resistividad se reduce, mientras que los metales tienen el efecto contrario. La conductividad de una estructura cristalina se puede modificar de forma beneficiosa introduciéndole impurezas (dopaje). Cuando existen dos áreas dopadas separadas en el mismo cristal, se genera una unión semiconductora. El comportamiento de los portadores de carga como electrones, iones y huecos de electrones en estas uniones es la base de los diodos, los transistores y la mayoría de los dispositivos electrónicos modernos.

Los semiconductores incluyen silicio, germanio, arseniuro de galio y los elementos metaloides de la tabla periódica. Después del silicio, el arseniuro de galio es el segundo semiconductor más común y se utiliza en diodos láser, células solares, circuitos integrados de frecuencia de microondas y otros dispositivos. La mayoría de los circuitos eléctricos utilizan silicio como componente.

¿Qué es la unión PN?

Dentro de un solo cristal de semiconductor, la unión ap-n es un borde o interfaz entre dos tipos de materiales semiconductores, tipo p y tipo n. En las capas externas de los átomos eléctricamente neutros del lado “p” (positivo), hay más huecos que electrones, mientras que en el lado “n” (negativo) hay más electrones. Esto permite que solo una dirección de corriente eléctrica viaje a través de la unión. El dopaje, como la implantación de iones, la difusión de dopantes o la epitaxia, crea la unión pn.

Las uniones P-n son los sitios activos de dispositivos electrónicos semiconductores como diodos, transistores, celdas solares, LED y circuitos integrados; son los «bloques de construcción» de dispositivos electrónicos semiconductores como diodos, transistores, células solares, LED y circuitos integrados. Un transistor de unión bipolar, por ejemplo, se compone de dos uniones p-n conectadas en serie en la configuración n-p-n o p-n-p, mientras que un diodo puede estar formado por una sola unión p-n.

Debido a que solo permite que la corriente viaje en una dirección, el diodo de unión PN se utiliza para la rectificación. Es un tipo de interruptor que solo permite que la corriente directa viaje a través de él.

¿Qué es el diodo Zener?

Los diodos Zener vienen en una amplia gama de voltajes Zener, algunos de los cuales son incluso sintonizables. El efecto Zener se produce cuando un diodo Zener tiene una unión p-n aguda y altamente dopada con un voltaje Zener bajo, en cuyo caso se produce una conducción inversa debido a la tunelización cuántica de electrones en la pequeña distancia entre las regiones p y n.

Cuando se alcanza un voltaje inverso determinado, conocido como voltaje Zener, un diodo Zener permite que la corriente fluya «hacia atrás».

Los diodos Zener son uno de los principales bloques de construcción de los circuitos electrónicos y se utilizan ampliamente en equipos electrónicos de todo tipo. Se utilizan para crear rieles de suministro estabilizados de baja potencia a partir de un voltaje mayor y proporcionan voltajes de referencia para los circuitos, en particular las fuentes de alimentación estabilizadas. También se emplean para proteger contra sobretensiones, particularmente descargas electrostáticas.

Las corrientes directa e inversa pueden pasar a través del diodo Zener. Debido a que proporciona un voltaje constante desde el suministro a la carga cuyo voltaje varía en un rango suficiente, el diodo Zener se utiliza como regulador de voltaje en un circuito electrónico.

Diferencia entre la unión PN y el diodo Zener

	Unión PN	Diodo Zener
1.	Es un diodo semiconductor que solo conduce de una manera, a saber, hacia adelante.	El diodo Zener es un tipo de diodo que permite que la corriente fluya en ambas direcciones, hacia adelante y hacia atrás.
2.	El efecto de corriente inversa daña la unión.	El efecto de corriente inversa no daña la unión.
3.	El nivel de dopaje es bajo.	El nivel de dopaje es alto.
4.	Se cumple la ley de Ohm	No se cumple la ley de Ohm.
5.	Solicitud: Para rectificación.	Aplicaciones: Estabilizador de tensión, protección de motores y modelado de ondas.

Problemas de muestra

Pregunta 1: ¿Qué implica el coeficiente de temperatura?

Responder:

La influencia de la temperatura en el voltaje Zener se mide utilizando el coeficiente de temperatura, que se define como el cambio porcentual en el voltaje Zener nominal por grado centígrado de cambio en la temperatura de la unión.

Pregunta 2: ¿Cuál es el propósito de un diodo Zener como regulador de voltaje?

Responder:

En el estado ‘encendido’ (cuando el voltaje a través del diodo Zener excede su clasificación de voltaje Zener VZ), el diodo Zener se comporta como una batería de CC. El voltaje a través del diodo Zener permanece constante en el estado ‘encendido’ hasta que el voltaje cae por debajo de VZ. La propiedad del diodo Zener le permite ser utilizado como regulador de voltaje.

Pregunta 3: ¿Qué significa cuando un Zener se descompone?

Responder:

La región de agotamiento de un diodo será estrecha si está sustancialmente dopado. Cuando se aplica un alto voltaje inverso a través de la unión, el campo eléctrico en la unión se vuelve extremadamente fuerte. Y luego está la producción de pares electrón-hueco. Como resultado, hay fuertes corrientes. La ruptura de Zener es el término para esto.

Pregunta 4: Explique las diferencias entre los semiconductores tipo P y tipo N.

Responder:

Un semiconductor de tipo P se forma cuando se agrega una pequeña cantidad de impureza trivalente (como boro, galio, indio o aluminio) a un cristal semiconductor puro durante el desarrollo del cristal.

El semiconductor de tipo N se forma cuando se agrega una pequeña cantidad de impureza pentavalente (como arsénico, antimonio, bismuto o fósforo) a un cristal semiconductor puro durante el desarrollo del cristal.

Pregunta 5: Explique el significado del término “dopaje” y por qué es necesario.

Responder:

La conductividad eléctrica del semiconductor intrínseco, que tiene una capacidad mínima de conducción de corriente a temperatura ambiente y, por lo tanto, es de poco valor, se puede aumentar varias veces cristalizándolo con una pequeña cantidad de impurezas (del orden de un átomo por millón de átomos de semiconductor puro). ). Dopaje es el término para este proceso.

Pregunta 6: ¿Por qué la zona de agotamiento de una unión pn produce un campo eléctrico?

Responder:

En una unión pn, la separación de las densidades de carga espacial positiva y negativa produce un campo eléctrico