Avalanche-Diode

Eine Avalanchediode ist eine Diode, die den Avalancheeffekt (Lawinen-Trägervervielfachung) ausnutzt. Sie hat in einem Teil ihrer Spannungs-Strom-Kennlinie einen negativen differentiellen Widerstand.

Negativer differentieller Widerstand

Eine Avalanchediode hat in einem Bereich ihrer Kennlinie einen negativen differentiellen Widerstand. Bei Betrieb in diesem Bereich sinkt die Spannung bei steigender Stromstärke. Zur Stromstärkebegrenzung wird die Avalanchediode in diesem Bereich mit einer Konstantstromquelle betrieben. Man kann die Avalanchediode verwenden, um einen Schwingkreis zu entdämpfen.

Auch viele normale Dioden weisen einen solchen Bereich auf, er liegt aber außerhalb des vorgesehenen Arbeitsbereiches.

Einsatz

Erzeugung von Schwingungen

Durch den negativen differentiellen Widerstand kann ein Schwingkreis entdämpft werden, so dass ungedämpfte elektrische Schwingungen entstehen.

Rauschgenerator

Durch den Lawineneffekt wird auch das Rauschen verstärkt bzw. erzeugt. Deshalb kann eine Avalanchediode als Rauschgenerator eingesetzt werden.

Photonenzähler

Avalanchedioden werden als Photodioden-Halbleiterdetektoren zum Zählen einzelner Photonen eingesetzt.

Als Photodiode werden sie mit einem großen Vorwiderstand in Sperrrichtung betrieben. Durch die hohe Feldstärke reicht ein einzelnes Photon um eine Elektron freizusetzen, das beschleunigt vom Feld einen Lawineneffekt auslöst. Der Widerstand verhindert, dass die Diode durchbricht. Die Diode geht wieder in den vorherigen Zustand über. Der Stromimpuls kann gezählt werden.

Siehe auch: Lawinenphotodiode

Referenzspannung

Ein anderes Einsatzgebiet ist die Erzeugung einer Referenzspannung (bei Spannungen unter 7 V wird hierzu der Zenerdurchbruch benutzt, weshalb in dieser Anwendung auch Avalanchedioden häufig fälschlich als Zenerdioden bezeichnet werden).

Überspannungsschutz

Des Weiteren kann man damit empfindliche elektronische Systeme vor zu hohen Eingangsspannungen schützen.