Avalanche Breakdown a Zener Breakdown

Co je Avalanche Breakdown?

Nejdůležitějším kořenem rozpadu lavin je to, co nazýváme "lavinový efekt". Toto nastává, když výrazně vysoké napětí reverzní předpětí způsobuje rozšíření oblasti vyčerpání. Tento proces zase činí elektrické pole značně silné. Menšinové nosiče náboje urychlují v této oblasti vyčerpání a získají kinetickou energii. Elektrony, které se nacházejí v pásmu záclon, jsou odrazeny, když je pole značně silné. Výsledkem je vytvoření díry a elektronu, který je vodivý elektron. To dále vede k energetickému elektronu, který může být považován za díru, schopný poskytnout dva nebo více nosičů náboje. Pokud je to jednodušší, znamená to, že nárůst je podobný lavině založené na exponenciální povaze. Nicméně v důsledku toho ionizační účinek způsobuje teplo, ve kterém může dojít k potenciálnímu poškození diody, které by mohlo diodu úplně zničit.

Co je Zener Breakdown?

Zenerova porucha se na druhé straně odehrává, když je koncentrace dopingu na stupnici značně zvýšena. To vede k rozšíření oblasti vyčerpání o malý počet atomů. Elektrické pole se však stává v podstatě silné, přesto zůstává úzké. Mnoho nosičů poplatků se proto nemůže zrychlit. Místo toho se provádí kvantový mechanický efekt. Tento jev je rozpoznán jako kvantové tunelování. Ionizace se děje bez jakéhokoliv vlivu. Výsledkem je, že elektrony jsou schopny jen tunelovat.

Tunelový efekt

K tomu dochází, když izolátor odděluje dvě odlišné části vodiče. Pořadí nanometrů a tloušťka izolátoru jsou ekvivalentní druhému. Zvyšuje se daný proud, čímž se elektrony chovají. Navzdory tomu, že první instinkt věřil, že tok proudu by byl zablokován izolátorem, lze pozorovat, že elektrony jsou schopny projít izolátory v důsledku poškození. Tímto činem se zdá, že elektrony zmizely nebo se jednoduše přemístily z jedné strany a objevily se na druhé straně. Na závěr lze říci, že vlnová povaha elektronů umožňuje tento proces.

I když se liší, dvě členění sdílejí podobnost. Oba mechanismy uvolňují nosiče volných nábojů v oblasti vyčerpání. To způsobuje, že se dioda provádí, když je reverzně zaujatá.

Nicméně oba mechanismy se liší podle různých důvodů, které jsou primárně nízké v kvantově mechanickém aspektu poruch. Rozdíly jsou definovány v následujícím textu:

Proces

Proces rozpadu avalanche převážně zahrnuje fenomén známý jako ionizující účinek. Vzhledem k vysokému poli zpětné zaujatosti je podporován pohyb menšinových dopravců přes křižovatku. I když dochází k podstatnému zvýšení napětí reverzního zkreslení, rychlost nosičů překračujících spojení se následně zvyšuje. To zase způsobuje, že produkují více nosičů tím, že eliminují elektrony a otvory z krystalové mřížky. Výskyt kvantového tunelu, který přináší podél vysokého elektrického pole, způsobující páry elektron-díry, které mají být vytaženy z kovalentních vazeb. V důsledku toho překročili křižovatku. Tento proces se vyskytuje u určitého napětí, když kombinované pole způsobené imobilními ionty v oblasti vyčerpání a reverzní zkreslení se celkově stane hojným při nárazu Zenerova poruchy.

Struktura

Dioda, která se v případě poruchy lavinové vrstvy rozpadá, je zpravidla p-n junkční dioda, která je normálně dopovaná. Nicméně Zenerovy diody obsahují vysoce dopované n a p oblasti, což vede k oblasti slabé deplece a velmi vysokému elektrickému poli přes oblast vyčerpání.

Teplotní koeficient

Pozitivní teplotní koeficient se projevuje v poruchách lavin, zatímco na druhé straně Zener způsobuje rozpad napětí, což má za následek negativní teplotní koeficient.