Avalanche Breakdown i Zener Breakdown

Co to jest Avalanche Breakdown?

Główną przyczyną załamania lawiny jest to, co nazywamy "efektem lawiny". Ma to miejsce, gdy znacznie wysokie napięcie polaryzacji wstecznej powoduje poszerzenie obszaru zubożenia. Ten proces z kolei sprawia, że pole elektryczne jest znacznie mocniejsze. Nośniki ładunku mniejszościowego przyspieszają w tym rejonie wyczerpania i zyskują energię kinetyczną. Elektrony znalezione w paśmie falbania zostają odrzucone, gdy pole jest znacznie mocne. Powoduje to powstanie dziury i elektronu, który jest elektronem przewodzenia. To dalej prowadzi do elektronu energetycznego, który może być uważany za dziurę, zdolnym do uzyskania dwóch lub więcej nośników ładunku. Mówiąc prościej, oznacza to, że wzrost jest podobny do lawiny w oparciu o charakter wykładniczy. W wyniku tego jonizacja uderzeniowa powoduje ciepło, w wyniku którego może dojść do uszkodzenia diody, co może całkowicie zniszczyć diodę.

Co to jest Zener Breakdown?

Z drugiej strony załamanie Zenera ma miejsce, gdy stężenie dopingowe jest podwyższone w dużej skali. Prowadzi to do poszerzenia obszaru wyczerpania o niewielką liczbę atomów. Pole elektryczne staje się jednak zasadniczo silne, ale pozostaje wąskie. Tak więc wiele nośników ładunku nie może zostać przyspieszonych. Zamiast tego podejmowany jest efekt kwantowo-mechaniczny. Zjawisko to jest rozpoznawane jako tunel kwantowy. Jonizacja odbywa się bez żadnego wpływu. W rezultacie elektrony są w stanie po prostu przejść przez tunel.

Efekt tunelowania

Dzieje się tak, gdy izolator oddziela dwie wyraźne części przewodnika. Kolejność nanometrów i grubość izolatora są równoważne z innymi. Obserwuje się wzrost danego prądu, przez co elektrony przewodzą. Pomimo pierwszego instynktu, aby sądzić, że przepływ prądu zostanie zablokowany przez izolator, można zauważyć, że elektrony są w stanie przejść przez izolatory w wyniku uszkodzenia. Ten akt sprawia, że wydaje się, że elektrony zniknęły, lub po prostu zostały przeniesione z jednej strony i pojawiły się po drugiej stronie. Podsumowując, można powiedzieć, że charakter falowy elektronów umożliwia ten proces.

Mimo, że są różne, oba podziały mają podobieństwo. Oba mechanizmy uwalniają wolne nośniki ładunku w regionie wyczerpania. Powoduje to, że dioda zachowuje się, gdy występuje odchylenie w kierunku przeciwnym.

Jednak oba mechanizmy różnią się w zależności od różnych przyczyn, które są przede wszystkim niskie w aspekcie mechaniki kwantowej. Różnice są zdefiniowane w następującym tekście:

Proces

Proces rozkładu Avalanche w przeważającej mierze obejmuje zjawisko znane jako jonizacja uderzeniowa. Ze względu na wysokie pole odchylania wstecznego zachęca się do przemieszczania się przewoźników mniejszościowych przez skrzyżowanie. Chociaż występuje znaczny wzrost napięcia wstecznego polaryzacji, prędkość nośników przecinających połączenie wzrasta następnie. To z kolei powoduje, że produkują więcej nośników, eliminując elektrony i dziury z sieci krystalicznej. Występowanie tunelowania kwantowego, które pociąga za sobą wysokie pole elektryczne powodujące wyciąganie par elektron-dziura z wiązań kowalencyjnych. W rezultacie przecinają one skrzyżowanie. Proces ten zachodzi dla określonego napięcia, gdy połączone pole ze względu na unieruchomione jony w obszarze wyczerpania i odchylenie odwrotne zbiorowo stają się obfite w wyniku rozpadu Zenera.

Struktura

Dioda, która ulega uszkodzeniu w przypadku awarii lawinowej, to zazwyczaj dioda p-n, która jest zwykle domieszkowana. Diody Zenera zawierają jednak wysoce domieszkowane obszary n i p, co powoduje cienki obszar zubożenia i bardzo wysokie pole elektryczne w obszarze zubożenia.

Współczynnik temperatury

Dodatni współczynnik temperaturowy występuje w przypadku awarii Avalanche, natomiast Zener powoduje spadek napięcia, co powoduje ujemny współczynnik temperaturowy.