Avalanche vs Zener sadalījums: atšķirība un salīdzinājums

Atslēgas

1. Lavīnas sabrukums notiek, ja augsts apgrieztais spriegums liek elektroniem iegūt pietiekami daudz enerģijas, lai izveidotu papildu elektronu caurumu pārus, izraisot pēkšņu strāvas pieaugumu.
2. Zenera sadalījums notiek zemākā sprieguma līmenī, un tas ietver elektronu tunelēšanu šaurā, ļoti leģētā izsīkuma reģionā.
3. Abus sadalīšanas mehānismus var apzināti izmantot Zener diožu projektēšanā, kas regulē spriegumu, nodrošinot stabilu atsauces spriegumu.

Kas ir lavīnu sadalījums?

Džons Sīlijs Taunsends atklāja lavīnas sabrukšanas fenomenu laikā no 1897. līdz 1901. gadam. Šo parādību sauc arī par Taunsenda izlādi, un tā ietver strāvas plūsmas veidošanos caur pusvadītāju, kad caur to tiek izvadīts spēcīgs elektriskais lauks. Atkārtota brīvo elektronu veidošanās šī procesa rezultātā izraisa ārkārtējus pusvadītāju ierīces bojājumus, bet, savukārt, palielina strāvas plūsmu.

Šis sadalījums tiek novērots, kad diodei tiek pielikts apgrieztais spriegums. Palielinoties reversajam spriegumam, palielinās arī elektriskais lauks, kas noved pie visa procesa. Šis process notiek Zenera diodē ar pārrāvuma spriegumu, kas lielāks par 8 voltiem. Paaugstinoties temperatūrai, palielinās arī pārrāvuma spriegums. Lavīnu sabrukums notiek diodēs, kas ir viegli leģētas pn krustojumā.

Lavīnām ir pozitīvs temperatūras koeficients. Elektriskais lauks, kas veidojas ap izsīkuma reģionu, ir vājš. Lavīnu sabrukšana nav atgriezenisks process. Tas notiek tāpēc, ka pn pāreja ir neatgriezeniski bojāta. Dažreiz to var mainīt, ja diodē ir ievietots sērijas rezistors.

Kas ir Zenera sadalījums?

Zenera sadalījums ir nosaukts Klarensa Melvina Zenera vārdā, kurš to atklāja. Šī parādība notiek augstas dopinga koncentrācijas rezultātā. Procesa laikā ļoti leģētai diodei tiek pielietota apgrieztā nobīde, un savienojums sašaurinās palielināta dopinga dēļ. Elektroni pārvietojas no p tipa materiāla valences joslas uz n tipa materiāliem. vadīšanas josla.

Zenera pārrāvuma parādība notiek Zenera diodēs, kuru Zenera pārrāvuma spriegums ir no 5 līdz 8 voltiem. Ļoti augstais elektriskais lauks šaurā izsīkuma reģionā izraisa valences elektroni jāievelk vadītspējai. Šī procesa turpināšana parādības laikā izraisa temperatūras paaugstināšanos, kas samazina pārrāvuma spriegumu.

Zenera sadalījuma temperatūras koeficients ir negatīvs. Zenera sabrukšanas fenomenā tiek izmantoti tikai pusvadītāji, nevis izolatori. Šī parādība ir atgriezeniska pretstatā lavīnas sabrukumam. Tas ir iespējams, jo pn Zenera sadalījuma gadījumā pn pāreja nav bojāta un var tikt atgriezta sākotnējā vietā, kad tiek samazināts apgrieztā slīpuma spriegums.

Atšķirība starp lavīnu sadalījumu un Zenera sadalījumu

1. Lavīnas sabrukums notiek, ja materiālam tiek piemērots elektriskais lauks. Turpretim Zenera sabrukums notiek, kad apgrieztā nobīde pn krustojums tiek pakļauts pietiekami lielam elektriskajam laukam.
2. Lavīnas sadalījums notiek pie zemāka sprieguma un lielāka strāvas līmeņa, turpretim Zenera sabrukumam ir nepieciešams lielāks spriegums, kā rezultātā ir zemāks strāvas līmenis.
3. Lavīnas pārrāvums var izraisīt sadalījuma sprieguma samazināšanos, savukārt Zenera pārrāvuma spriegums paliek relatīvi nemainīgs.
4. Lavīnu sabrukums var notikt jebkurā materiālā, turpretī Zener ir raksturīgs pusvadītājiem.
5. Lavīnu sadalījums tiek izmantots tādās lietojumprogrammās kā aizsardzības diodes un sprieguma regulatori, savukārt Zenera sadalījumam ir tādi pielietojumi kā sprieguma atsauces un sprieguma regulatori.

Salīdzinājums starp lavīnu sadalījumu un Zenera sadalījumu

Salīdzināšanas parametri	Lavīnu sadalījums	Zener sadalījums
Mehānisms	Elektriskais lauks	Apgrieztā nobīde pn krustojums
spriegums	Zems	augsts
Temperatūras jutība	augsts	Zems
Materiālu veids	Jebkurš	Pusvadītāji
strāva	augsts	Zems

Atsauces

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

Pēdējo reizi atjaunināts: 30. gada 2023. jūlijā