Kas ir lavīnas diode?

Diodes ir ierīces, kas bloķē elektriskā signāla iekļūšanu caur tām vienā virzienā, bet ļauj signālam iziet otrā virzienā. Ja standarta pusvadītāju diode bloķē signālu, šī signāla spriegums var kļūt pārāk augsts, lai diode varētu kontrolēt. Tajā brīdī diode nedarbosies un ļaus signālam pāriet, un, iespējams, tā tiks iznīcināta, jo spriegums to vada. Nodēvēts par diodes lavīnas punktu, tiklīdz šis efekts sākas, tas parasti neapstāsies, kamēr nebūs noskrējis savu gaitu, iznīcinot daudzus, ja ne visus, ķēdes komponentus savā ceļā. Lavīnas diode ir īpaša veida diode, kas spēj izturēt lavīnas notikumu un izmantot lavīnas efektu savā parastajā funkcijā.

Visas pusvadītāju diodes ir izgatavotas no diviem kopā sakausētiem pusvadītāju materiāla, parasti silīcija, gabaliem. Vienam materiāla gabalam, katodam, būs pozitīvs lādiņš. Otrajam gabalam, anodam, būs negatīvs lādiņš.
Šīs diodes kontrolē ķēdes plūsmas virzienu ķēdēs. Kad diodes anodam tiek pievadīta elektriskā strāva, tā šķērso pozitīvi lādētu materiālu pret negatīvo katodu un pēc tam iziet no katoda uz pārējo ķēdi. Diode, kas darbojas šajā stāvoklī, ir novirzīta uz priekšu.

Ja katodam ir pievienota tāda pati strāva, tā vienkārši apstāsies ar identisku katoda lādiņu un to bloķēs diode. Diode šajā stāvoklī ir apgriezta nobīde. Ja šis spriegums tomēr ir pietiekami augsts, tam var būt pietiekami daudz jaudas, lai pārietu caur katodu un sasniegtu pozitīvo anodu. Ja tas notiek, strāva tiks izvadīta no diodes anoda, un diode būs lavīnas stāvoklī. Šis stāvoklis parasti iznīcinās standarta diode, kā arī visas citas ķēdes sastāvdaļas, kas atrodas starp diodi un zemējuma punktu.

Lavīnas diode ir izstrādāta ļoti specifiskā veidā, lai tā varētu izmantot lavīnas efektu. Tā vietā, lai gaidītu, kamēr spriegums kļūst pārāk liels, lai diode to varētu apstrādāt, un lavīna kļūst nekontrolējama, lavīnas diode apzināti iedarbina lavīnas efektu ar iepriekš noteiktu spriegumu. Šis iepriekš noteiktais spriegums nav pietiekami spēcīgs, lai sabojātu diodi, kas ļauj lavīnas diodei novadīt pārmērīgu jaudu no ķēdes uz zemi. Tādā veidā lavīnas diode darbojas tāpat kā noplūde ļauj aizsprostam novirzīt pārmērīgu plūdu ūdeņus.

Lavīnas diode tiek bieži izmantota ķēdēs, lai nodrošinātu aizsardzību pret nevēlamiem vai negaidītiem spriegumiem, kas citādi varētu sabojāt ķēdes. Šādām diodēm katodi parasti ir savienoti ar ķēdes galveno elektriskās strāvas ceļu, bet anodi – ar elektrisko zemējumu. Šī konfigurācija ļauj tiem novirzīt apdraudošos spriegumus tieši uz zemi, nevis ļaut tiem pārvietoties pa ķēdi un to iznīcināt. Šajā konfigurācijā lavīnu diodes darbojas kā iespīlēšanas diodes, jo tās fiksē vai saspiež maksimālo ķēdes spriegumu līdz iepriekš iestatītam līmenim.