Rozdíl mezi poruchami laviny a Zenerem

Co je Avalanche Breakdown?

Nejdůležitější kořen pro lavinové zhroucení je to, čemu říkáme „lavinový efekt“. K tomu dochází, když výrazně vysoké zpětné zkreslené napětí způsobí rozšíření oblasti vyčerpání. Tento proces zase elektrické pole značně posiluje. Nosiče minoritních nábojů zrychlují v této oblasti vyčerpání a získávají kinetickou energii. Když je pole značně silné, elektrony, které se nacházejí v pásmu záclon, se srazí. Výsledkem je vytvoření díry a elektronu, což je vodivý elektron. Toto dále vede k energetickému elektronu, který může být považován za díru, který je schopen poskytnout dva nebo více nosičů náboje. Zjednodušeně to znamená, že zvýšení je podobné lavině založené na exponenciální povaze. Výsledkem je, že nárazová ionizace způsobuje teplo, ve kterém může vést k potenciálnímu poškození diody, které by mohlo diodu úplně zničit..

Co je Zenerova porucha?

Na druhé straně k rozpadu Zeneru dochází, když je dopingová koncentrace do značné míry zvýšena. To vede k rozšíření oblasti vyčerpání o malý počet atomů. Elektrické pole se však stává podstatně silným, přesto zůstává úzké. Mnoho dopravců nábojů se tak nemůže zrychlit. Místo toho se provádí kvantový mechanický efekt. Tento jev je považován za kvantové tunelování. Ionizace probíhá bez jakéhokoli dopadu. Výsledkem je, že elektrony jsou schopny tunel pouze projít.

Tunelovací efekt

K tomu dochází, když izolátor odděluje dvě odlišné části vodiče. Pořadí nanometrů a tloušťka izolátoru jsou rovnocenné s jiným. Je pozorován vzestup daného proudu, čímž dochází k chování elektronů. Přes první instinkt věřit, že tok proudu by byl blokován izolátorem, to může být pozorováno, že elektrony jsou schopné procházet přes izolátory v důsledku poškození. Tento akt způsobuje, že se zdá, jako by elektrony zmizely nebo se jednoduše přemístily z jedné strany a objevily se na druhé straně. Závěrem lze říci, že vlnová povaha elektronů tento proces umožňuje.

Přestože se liší, mají obě členění podobnost. Oba mechanismy uvolňují zdarma nosiče náboje v oblasti vyčerpání. To způsobí, že se dioda bude chovat, když je zkreslená.

Oba mechanismy se však liší podle řady důvodů, které jsou především kvantově mechanické povahy poruch. Rozdíly jsou definovány v následujícím textu:

Proces

Proces rozpadu laviny zahrnuje převážně jev známý jako nárazová ionizace. Vzhledem k vysokému poli zpětného zkreslení je podporován pohyb menšinových dopravců křižovatkou. Zatímco se podstatně zvyšuje zpětné předpětí, rychlost nosičů procházejících křižovatkou se následně zvyšuje. To zase způsobuje, že produkují více nosičů odstraněním elektronů a děr z krystalové mřížky. Výskyt kvantového tunelování, který vede podél vysokého elektrického pole a způsobuje, že páry elektronových děr jsou vytaženy z kovalentních vazeb. Výsledkem je, že procházejí křižovatkou. Tento proces nastává pro specifické napětí, když se kombinované pole v důsledku imobilních iontů v depleční oblasti a zpětného zkreslení kolektivně stane hojným pro ovlivnění Zenerovy poruchy.

Struktura

Dioda, která se rozpadne, v případě selhání laviny, je obecně spojovací dioda p-n, která se normálně dopuje. Přesto Zenerovy diody obsahují vysoce dopované oblasti n a p, což vede k tenké depleční oblasti a velmi vysokému elektrickému poli přes depleční oblast.

Koeficient teploty

Pozitivní teplotní koeficient se projevuje poruchami laviny, zatímco na druhé straně způsobuje Zener napětí, které má za následek záporný teplotní koeficient.

Rozdíl mezi Lavinovým členěním a Zenerovým členěním: Srovnávací tabulka