Vad är en lavindiod?

Dioder är enheter som blockerar en elektrisk signal från att passera genom dem i en riktning, men låter en signal passera i den andra. När en vanlig halvledardiod blockerar en signal, är det möjligt att spänningen för den signalen blir för hög för att dioden ska kunna styra. Vid den tidpunkten kommer dioden att misslyckas och låta signalen passera, och kommer förmodligen att förstöras när spänningen leder genom den. Kallas lavinpunkten för dioden, när denna effekt väl börjar, kommer den vanligtvis inte att sluta förrän den har gått sin väg, vilket förstör många, om inte alla, kretskomponenter i dess väg. En lavindiod är en speciell typ av diod som tål lavinhändelsen och använder lavineffekten i sin normala funktion.

Alla halvledardioder är konstruerade av två bitar av halvledarmaterial, vanligtvis kisel, sammansmälta. En del av materialet, katoden, kommer att ha en positiv laddning. Den andra biten, anoden, kommer att ha en negativ laddning.
Dessa dioder styr riktningen för kretsflödet i kretsar. När en elektrisk ström appliceras på diodens anod passerar den det positivt laddade materialet mot den negativa katoden och passerar sedan ut ur katoden till resten av kretsen. En diod som arbetar i detta tillstånd är framåtspänd.

Om samma ström är ansluten till katoden kommer den helt enkelt att vila med katodens identiska laddning och blockeras av dioden. En diod i detta tillstånd är omvänt förspänd. Skulle den spänningen vara tillräckligt hög kan den dock ha tillräckligt med kraft för att hoppa genom katoden och nå den positiva anoden. Om detta inträffar kommer strömmen att ledas ut ur diodens anod och dioden kommer att vara i lavintillstånd. Detta tillstånd kommer vanligtvis att förstöra en standarddiod, såväl som alla andra kretskomponenter som ligger mellan dioden och en jordningspunkt.

En lavindiod är designad på ett mycket specifikt sätt så att den kan använda lavineffekten. Istället för att vänta på att spänningen ska bli för stor för att dioden ska hantera och lavin ur kontroll, startar en lavindiod avsiktligt lavineffekten vid en förutbestämd spänning. Denna förutbestämda spänning är inte tillräckligt stark för att skada dioden, vilket gör att lavindioden kan leda den överdrivna kraften bort från kretsen till jord. På det här sättet fungerar en lavindiod ungefär på samma sätt som ett utlopp tillåter en damm att omdirigera översvämningsvatten.

Lavindioden används ofta i kretsar för att ge skydd mot oönskade eller oväntade spänningar som annars kan skada kretsar. Sådana dioder har vanligtvis sina katoder anslutna till kretsens huvudbana för elektrisk ström och anoderna till en elektrisk jord. Denna konfiguration tillåter dem att omdirigera hotande spänningar direkt till jord, i motsats till att låta dem resa genom kretsen och förstöra den. Lavindioder i denna konfiguration fungerar som klämdioder eftersom de fixerar eller klämmer fast den maximala spänningen som en krets kommer att uppleva till en förinställd nivå.