Avalanche vs Zener Breakdown: ero ja vertailu

Keskeiset ostokset

1. Lumivyöryn hajoaminen tapahtuu, kun korkea käänteinen jännite saa elektronit saamaan tarpeeksi energiaa uusien elektroni-reikäparien luomiseksi, mikä johtaa äkilliseen virran nousuun.
2. Zenerin hajoaminen tapahtuu alemmalla jännitetasolla, ja siihen liittyy elektronien tunnelointi kapealla, voimakkaasti seostetulla ehtymisalueella.
3. Molempia rikkoutumismekanismeja voidaan tarkoituksella käyttää suunniteltaessa Zener-diodeja, jotka säätelevät jännitettä tarjoamalla vakaan referenssijännitteen.

Mikä on Avalanche Breakdown?

John Sealy Townsend havaitsi lumivyöry-ilmiön vuosina 1897–1901. Tämä ilmiö tunnetaan myös Townsend-purkauksena, ja se sisältää virran muodostumisen puolijohteen läpi, kun voimakas sähkökenttä kulkee sen läpi. Toistuva vapaiden elektronien tuottaminen tämän prosessin seurauksena aiheuttaa äärimmäisen vaurion puolijohdelaitteessa, mutta puolestaan ​​lisää virran virtausta.

Tämä rikkoutuminen havaitaan, kun diodiin syötetään käänteinen jännite. Kun käänteinen jännite kasvaa, myös sähkökenttä kasvaa, mikä johtaa koko prosessiin. Tämä prosessi tapahtuu Zener-diodissa, jonka läpilyöntijännite on yli 8 volttia. Lämpötilan noustessa myös läpilyöntijännite kasvaa. Lumivyöryn rikkoutuminen tapahtuu diodeissa, jotka on kevyesti seostettu pn-liitoksella.

Lumivyörillä on positiivinen lämpötilakerroin. Tyhjennysalueen ympärille muodostuva sähkökenttä on heikko. Lumivyöryn hajoaminen ei ole palautuva prosessi. Tämä tapahtuu, koska pn-liitos on pysyvästi vaurioitunut. Joskus se voidaan kääntää, jos sarjavastus asetetaan diodiin.

Mikä on Zener Breakdown?

Zener-erittely on nimetty sen keksineen Clarence Melvin Zenerin mukaan. Tämä ilmiö johtuu korkeista dopingpitoisuuksista. Prosessin aikana voimakkaasti seostettuun diodiin kohdistetaan käänteinen bias, ja liitos kapenee lisääntyneen dopingin vuoksi. Elektronit siirtyvät p-tyypin materiaalin valenssikaistalta n-tyypin materiaaleihin. johtavuusnauha.

Zener-ilmiö tapahtuu Zener-diodeissa, joiden Zener-läpijakojännite on 5-8 volttia. Erittäin suuri sähkökenttä kapealla ehtymisalueella aiheuttaa valenssielektronit vedettäväksi johtamiseen. Tämän prosessin jatkuminen ilmiön aikana aiheuttaa lämpötilan nousun, mikä laskee läpilyöntijännitettä.

Zener-erittelyn lämpötilakerroin on negatiivinen. Zener-rikon ilmiössä käytetään vain puolijohteita, ei eristeitä. Tämä ilmiö on palautuva, toisin kuin lumivyöry. Se on mahdollista, koska pn Zener-katkaisussa pn-liitos ei vaurioidu ja se voidaan palauttaa alkuperäiselle paikalleen, kun käänteisesijännitettä pienennetään.

Ero Avalanche Breakdownin ja Zener Breakdownin välillä

1. Lumivyöryn rikkoutuminen tapahtuu, kun materiaaliin kohdistetaan sähkökenttä. Sitä vastoin Zenerin hajoaminen tapahtuu, kun käänteinen biasoitu pn-liitos altistuu riittävän korkealle sähkökentällä.
2. Lumivyöryn rikkoutuminen tapahtuu pienemmillä jännitteillä ja korkeammilla virtatasoilla, kun taas Zener-läpimurto vaatii suuremman jännitteen tapahtuakseen, mikä johtaa alhaisempaan virtatasoon.
3. Lumivyöryn läpilyönti voi aiheuttaa läpilyöntijännitteen pienenemisen, kun taas Zenerin läpilyöntijännite pysyy suhteellisen vakiona.
4. Lumivyöryn hajoaminen voi tapahtua missä tahansa materiaalissa, kun taas Zener on ominaista puolijohteisiin.
5. Lumivyöryn rikkoutumista käytetään sovelluksissa, kuten suojadiodeissa ja jännitesäätimissä, kun taas Zener-läpijakolla on sovelluksia, kuten jänniteviittauksia ja jännitesäätimiä.

Avalanche Breakdownin ja Zener Breakdownin vertailu

Vertailun parametrit	Lumivyöryn jakautuminen	Zenerin hajoaminen
Mekanismi	Sähkökenttä	Käänteinen biasoitu pn-liitos
Jännite	Matala	Korkea
Lämpötilaherkkyys	Korkea	Matala
materiaali Tyyppi	mitään	Puolijohteet
Nykyinen	Korkea	Matala

Viitteet

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

Viimeksi päivitetty: 30. heinäkuuta 2023