Diodo de avalancha
En electrónica, un diodo de avalancha es un diodo (hecho de silicio u otro semiconductor) que está diseñado para experimentar una ruptura de avalancha a un voltaje de polarización inversa especificado. La unión de un diodo de avalancha está diseñada para evitar la concentración de corriente y los puntos calientes resultantes, de modo que el diodo no sufra daños por la avería. La ruptura de la avalancha se debe a los portadores minoritarios lo suficientemente acelerados como para crear ionización en la red cristalina, produciendo más portadores, que a su vez crean más ionización. Debido a que la ruptura de avalancha es uniforme en toda la unión, el voltaje de ruptura es casi constante con el cambio de corriente en comparación con un diodo que no es de avalancha.
El diodo Zener exhibe un efecto aparentemente similar además del desglose Zener. Ambos efectos están presentes en cualquier diodo de este tipo, pero uno suele dominar al otro. Los diodos de avalancha están optimizados para el efecto de avalancha, por lo que exhiben una caída de voltaje pequeña pero significativa en condiciones de ruptura, a diferencia de los diodos Zener que siempre mantienen un voltaje superior al de ruptura. Esta característica brinda una mejor protección contra sobretensiones que un simple diodo Zener y actúa más como un reemplazo de un tubo de descarga de gas. Los diodos de avalancha tienen un coeficiente de voltaje de temperatura positivo pequeño, mientras que los diodos que se basan en el efecto Zener tienen un coeficiente de temperatura negativo.
Usos
Referencia de voltaje
El voltaje después de la ruptura varía solo ligeramente con el cambio de corriente. Esto hace que el diodo de avalancha sea útil como tipo de referencia de voltaje. Los diodos de referencia de voltaje con una clasificación de más de 6 a 8 voltios son generalmente diodos de avalancha.
Protección
Una aplicación común es proteger los circuitos electrónicos contra las altas tensiones dañinas. El diodo de avalanche está conectado al circuito para que sea imparcial. En otras palabras, su cátodo es positivo con respecto a su unnodo. En esta configuración, el diodo no se está conduciendo y no interfiere con el circuito. Si el voltaje aumenta más allá del límite de diseño, el diodo entra en descomposición avalancha, causando que el voltaje dañino se lleve a tierra. Cuando se utilizan de esta manera, a menudo se denominan diodos de sujeción o supresores transitorios porque fijan o "clamp" el voltaje máximo a un nivel predeterminado. Los diodos Avalanche normalmente se especifican para este papel por su tensión de sujeción VBR y la cantidad máxima de energía transitoria que pueden absorber, especificada por energía (en joules) o i2rt{displaystyle i^{2}rt}. El desglose de Avalanche no es destructivo mientras se impida el diodo de sobrecalentamiento.
Generación de ruido de radiofrecuencia
Los diodos de avalancha generan ruido de radiofrecuencia. Se utilizan comúnmente como fuentes de ruido en equipos de radio y generadores de números aleatorios de hardware. Por ejemplo, a menudo se utilizan como fuente de RF para puentes analizadores de antenas. Los diodos de avalancha también se pueden utilizar como generadores de ruido blanco.
Generación de frecuencia de microondas
Si se colocan en un circuito resonante, los diodos de avalancha pueden actuar como dispositivos de resistencia negativa. El diodo IMPATT es un diodo de avalancha optimizado para la generación de frecuencia.
Detector de avalancha de fotón único
Están hechos de silicio dopado y dependen del efecto de descomposición de la avalancha para detectar incluso fotones individuales. El fotodiodo de avalancha de silicio es un detector de fotones de alta ganancia. Son "ideales para usar en aplicaciones de alta velocidad y bajo nivel de luz". El fotodiodo de avalancha funciona con un voltaje de polarización inversa de hasta cientos de voltios, ligeramente por debajo de su voltaje de ruptura. En este régimen, los pares electrón-hueco generados por los fotones incidentes toman una gran cantidad de energía del campo eléctrico, lo que crea más portadores de carga secundarios. Con estos dispositivos electrónicos se puede registrar la fotocorriente de un solo fotón.