Caratteristiche e differenza tra diodo a giunzione PN e Zener in elettronica

La principale differenza tra la giunzione PN e il diodo Zener è che il diodo a giunzione PN consente alla corrente di passare solo nella direzione in avanti, mentre il diodo Zener consente alla corrente di fluire sia nella direzione avanti che in quella inversa.

Il diodo a giunzione PN viene utilizzato per scopi di rettifica perché consente alla corrente di fluire solo in una direzione. È un tipo di interruttore che consente solo il passaggio della corrente diretta. D’altra parte, il diodo Zener consente il passaggio sia della corrente diretta che di quella inversa. Il diodo Zener viene utilizzato come regolatore di tensione nel circuito elettronico perché fornisce la tensione costante dall’alimentazione al carico la cui tensione varia in un intervallo sufficiente.

Definizione di diodo a giunzione PN

Il diodo a giunzione PN è costituito da materiale semiconduttore. È sempre condotto in una direzione e quindi utilizzato per la rettifica. Il diodo a giunzione PN ha due terminali: anodo e catodo. La corrente scorre dall’anodo al catodo.

Il diodo a giunzione PN conduce solo quando è collegato in polarizzazione diretta. La rappresentazione simbolica del diodo a giunzione PN è mostrata nella figura sopra. La punta della freccia rappresenta il potenziale positivo e la barra mostra il potenziale negativo del diodo.

Il diodo a giunzione PN ha un materiale semiconduttore di tipo P e di tipo N a cui si unisce il processo di lega. Pertanto, entrambe le estremità del diodo hanno proprietà diverse. Gli elettroni sono il portatore di carica maggioritario del materiale di tipo N e le lacune sono il portatore di carica maggioritario del materiale semiconduttore di tipo p. La regione in cui si incontrano sia il materiale di tipo p che il materiale di tipo n è nota come regione di svuotamento. Questa regione non ha elettroni liberi perché elettroni e lacune si combinano tra loro in questa regione.

La giunzione PN inizia a condurre quando la polarizzazione diretta viene applicata attraverso la giunzione. La polarizzazione diretta significa che il materiale di tipo P è collegato al terminale positivo della batteria e il materiale di tipo N è collegato all’alimentazione negativa.

La polarizzazione diretta crea il campo elettrico che riduce la regione di svuotamento del diodo a giunzione PN. Quando la barriera di potenziale è completamente ridotta, crea il percorso conduttivo per il flusso di corrente. Pertanto, una grande corrente inizia a fluire e questa corrente è chiamata corrente diretta.

Definizione di diodo Zener

Il diodo Zener è costituito da materiale siliconico. È un tipo speciale di diodo che opera nella regione di guasto. Permette alla corrente di fluire sia in avanti che in senso inverso, quando viene raggiunta la tensione Zener. Il diodo Zener è costituito da materiale di tipo p altamente drogato e di tipo n, ovvero la concentrazione di ioni è maggiore nel materiale.

Quando la tensione invertita viene applicata al materiale, lo strato di esaurimento si riduce. A causa della sottile regione di svuotamento, la concentrazione del campo elettrico è elevata. Se il valore della tensione inversa aumenta, gli ioni escono dagli elettroni e rendono conduttiva la regione di svuotamento. Questa rottura della regione di esaurimento è chiamata rottura Zener e la tensione a cui si verifica la rottura nota come tensione Zener.

Differenze chiave tra diodo a giunzione PN e Zener

Le seguenti sono le differenze principali tra la giunzione PN e il diodo Zener.

1. Il semiconduttore che conduce solo in una direzione è noto come diodo a giunzione PN. E il diodo Zener è il diodo al silicio ottimizzato per funzionare nella regione di rottura.
2. Il flusso di corrente inversa attraverso il diodo danneggia i diodi di giunzione PN. La corrente inversa scorre attraverso il diodo quando è collegato in polarizzazione inversa. La polarizzazione inversa significa che il materiale di tipo p è collegato al terminale negativo dell’alimentazione e il materiale di tipo n è collegato al terminale positivo dell’alimentazione. Ma il diodo Zener consente alla corrente di passare attraverso entrambe le direzioni.
3. Il livello di drogaggio del diodo a giunzione PN è basso rispetto al diodo Zener. L’ampiezza della regione di svuotamento dipende dal loro livello di drogaggio. Se il livello di drogaggio del diodo è alto, la loro regione di svuotamento è bassa e viceversa.
4. La rottura nel diodo a giunzione PN si verifica a livello di alta tensione, mentre nel diodo a giunzione PN si verifica a livelli di bassa tensione. La rottura è il fenomeno di rendere conduttiva la regione di svuotamento. Il diodo fortemente drogato ha una regione a basso esaurimento.
5. La giunzione PN obbedisce alla legge di ohm mentre il diodo Zener non obbedisce alla legge di ohm. La legge sugli ohm affermava che la tensione applicata attraverso il diodo è uguale al prodotto della corrente e della resistenza applicata attraverso i diodi.
6. Il diodo a giunzione PN viene utilizzato principalmente per scopi di rettifica, mentre il diodo Zener viene utilizzato per fornire la tensione costante al carico la cui tensione varia.

Conclusioni

Il diodo a giunzione PN e il diodo Zener sono entrambi costituiti da materiale semiconduttore. Si differenziano per la loro proprietà di conduzione di corrente. La giunzione PN è leggermente drogata e ha un’ampia regione di svuotamento che viene eliminata solo dalla polarizzazione diretta. E il diodo Zener è fortemente drogato e ha un esaurimento sottile che rende la loro conduzione facile anche con bassa polarizzazione.