Avalanche vs Zener Jaotus: erinevus ja võrdlus

Võtme tagasivõtmine

1. Laviini purunemine toimub siis, kui kõrge pöördpinge tõttu saavad elektronid piisavalt energiat, et luua täiendavaid elektron-augupaare, mis põhjustab voolu järsu tõusu.
2. Zeneri purunemine toimub madalamal pingetasemel ja see hõlmab elektronide tunnelitamist kitsas, tugevalt legeeritud ammendumise piirkonnas.
3. Mõlemat rikkemehhanismi saab tahtlikult kasutada Zeneri dioodide kujundamisel, mis reguleerivad pinget stabiilse võrdluspinge pakkumisega.

Mis on laviini lagunemine?

John Sealy Townsend avastas laviini purunemise nähtuse aastatel 1897–1901. Seda nähtust tuntakse ka Townsendi tühjenemisena ja see hõlmab voolu tekitamist läbi pooljuhi, kui seda läbib tugev elektriväli. Korduv vabade elektronide tootmine selle protsessi tulemusena põhjustab pooljuhtseadmele äärmuslikke kahjustusi, kuid suurendab omakorda voolu.

Seda jaotust täheldatakse, kui dioodile rakendatakse pöördpinget. Kui vastupidine pinge suureneb, suureneb ka elektriväli, mis viib kogu protsessini. See protsess toimub Zeneri dioodis, mille läbilöögipinge on suurem kui 8 volti. Temperatuuri tõustes suureneb ka läbilöögipinge. Laviini purunemine toimub dioodides, mis on kergelt legeeritud pn-siirde.

Laviini purunemisel on positiivne temperatuuritegur. Ammendumise piirkonna ümber moodustunud elektriväli on nõrk. Laviini lagunemine ei ole pöörduv protsess. See juhtub seetõttu, et pn-ristmik on jäädavalt kahjustatud. Mõnikord saab selle ümber pöörata, kui dioodi asetatakse jadatakisti.

Mis on Zeneri jaotus?

Zeneri rike on nime saanud selle avastanud Clarence Melvin Zeneri järgi. See nähtus leiab aset kõrge dopingukontsentratsiooni tagajärjel. Protsessi käigus rakendatakse kõrge legeeritud dioodile pöördpinget ja ristmik kitseneb dopingu suurenemise tõttu. Elektronid liiguvad p-tüüpi materjali valentsribalt n-tüüpi materjalidesse. juhtivusriba.

Zeneri rikke nähtus leiab aset Zeneri dioodides, mille Zeneri läbilöögipinge on 5–8 volti. Äärmiselt suur elektriväli kitsas ammendumise piirkonnas põhjustab valentselektronid juhtima tõmmata. Selle protsessi jätkumine nähtuse ajal põhjustab temperatuuri tõusu, mis vähendab läbilöögipinget.

Zeneri lagunemise temperatuurikoefitsient on negatiivne. Zeneri rikke nähtus kasutab ainult pooljuhte, mitte isolaatoreid. See nähtus on pöörduv, mitte laviini purunemine. See on võimalik, kuna pn-Zeneri rikke korral pn-siirde ei kahjustata ja selle saab tagasi oma algsesse kohta tagasi viia, kui pöördpinge pinget vähendada.

Erinevus laviini jaotuse ja Zeneri jaotuse vahel

1. Laviini purunemine toimub siis, kui materjalile rakendatakse elektrivälja. Seevastu Zeneri purunemine toimub siis, kui pöördkallutatud pn-siirde puutub kokku piisavalt tugeva elektriväljaga.
2. Laviini purunemine toimub madalama pinge ja kõrgema voolutaseme korral, samas kui Zeneri rike vajab suuremat pinget, mille tulemuseks on madalam voolutase.
3. Laviini purunemine võib põhjustada läbilöögipinge vähenemise, samas kui Zeneri läbilöögipinge jääb suhteliselt konstantseks.
4. Laviini purunemine võib toimuda mis tahes materjalis, samas kui Zener on spetsiifiline pooljuhtidele.
5. Laviini purunemist kasutatakse sellistes rakendustes nagu kaitsedioodid ja pingeregulaatorid, samas kui Zeneri jaotusel on oma rakendused, nagu pinge viited ja pingeregulaatorid.

Avalanche Breakdowni ja Zeneri jaotuse võrdlus

Võrdlusparameetrid	Laviini lagunemine	Zeneri jaotus
Mehhanism	Elektriväli	Vastupidine pn-siirde
Pinge	Madal	Suur
Temperatuuri tundlikkus	Suur	Madal
Materjal Type	mistahes	Pooljuhid
Praegune	Suur	Madal

viited

1. https://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.94.877
2. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/5447652/

Viimati värskendatud: 30. juulil 2023