Zener Breakdown και Avalanche Breakdown
Μια δίοδος διασταύρωσης PN μπορεί να λειτουργήσει και σε πόλωση προς τα εμπρός και προς τα πίσω, όπως γνωρίζουμε. Μια δίοδος Zener είναι ένας τύπος διόδου που λειτουργεί καλά σε συνθήκες αντίστροφης πόλωσης. Σε μια αντίστροφη προκατειλημμένη κατάσταση, εμφανίζεται και η κατάρρευση Zener και χιονοστιβάδας. Η φύση των λειτουργιών διαφέρει σημαντικά μεταξύ Zener και καταστροφής χιονοστιβάδας.
Εάν η εφαρμοζόμενη τάση είναι μεγαλύτερη από την τάση κατωφλίου, μπορεί να δούμε τη ροή του ρεύματος των φορέων φορτίου ροής στην κατάσταση πόλωσης προς τα εμπρός (η οποία είναι επίσης γνωστή ως δυναμικό φραγμού). Η κύρια ροή ρεύματος στην αντίστροφη πολωμένη κατάσταση οφείλεται σε μειοψηφικούς φορείς φορτίου. αυτό το ρεύμα κορεσμού δεν θα αλλάξει μέχρι μια ορισμένη τάση. Ωστόσο, μετά από ένα ορισμένο όριο τάσης, παρατηρούμε τη ροή του ρεύματος προς την αντίστροφη κατεύθυνση. αυτή η περιοχή είναι γνωστή ως περιοχή ανάλυσης και το εφαρμοζόμενο δυναμικό είναι γνωστό ως δυναμικό ανάλυσης. Το φαινόμενο χιονοστιβάδας είναι το όνομα αυτού του φαινομένου.
Βλάβη Zener Breakdown και Avalanche Breakdown
Ας ορίσουμε πρώτα την ανάλυση χιονοστιβάδας και την ανάλυση Zener ξεχωριστά πριν προχωρήσουμε στην ανάλυση Zener έναντι της ανάλυσης χιονοστιβάδας.
Τι είναι το Avalanche Breakdown;
Η τρέχουσα συνθήκη αντίστροφης μεροληψίας οφείλεται κυρίως στους φορείς μειοψηφίας φόρτισης, όπως γνωρίζουμε. Το εύρος της περιοχής εξάντλησης διευρύνεται καθώς αυξάνεται η εφαρμοζόμενη τάση, με αποτέλεσμα περισσότερους σταθερούς φορτισμένους φορείς στην περιοχή εξάντλησης. Ένα ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο θα αναδυθεί στη ζώνη εξάντλησης ως αποτέλεσμα των αυξημένων ακίνητων φορέων φορτίου και οι μειοψηφικοί φορείς φορτίου που υπάρχουν στην περιοχή εξάντλησης θα επιταχυνθούν, επιτρέποντάς τους να περάσουν σε σήραγγα μέσω της περιοχής εξάντλησης.
Οι φορείς επιταχυνόμενου φορτίου συγκρούονται με τα υπάρχοντα άτομα και συσσωρεύουν αρκετή κινητική ενέργεια για να καταστρέψουν τα ηλεκτρόνια σθένους όταν η εφαρμοζόμενη τάση υπερβαίνει τη ζώνη διάσπασης ή το δυναμικό διάσπασης. Ως αποτέλεσμα της σύγκρουσης παράγονται δύο ελεύθερα ηλεκτρόνια. Αυτά τα δύο ελεύθερα ηλεκτρόνια μπορούν να συντρίψουν με επιπλέον άτομα, με αποτέλεσμα τέσσερα ελεύθερα ηλεκτρόνια. Αυτή η σύγκρουση μπορεί να συνεχιστεί, με αποτέλεσμα μια σημαντική αύξηση των φορέων φορτίου στην περιοχή εξάντλησης. Θα δούμε μια απότομη αύξηση του ρεύματος αντίστροφου κορεσμού ως αποτέλεσμα των πρόσθετων φορέων φόρτισης.
Το φαινόμενο χιονοστιβάδας ονομάζεται από την τάση στην οποία εμφανίζεται το φαινόμενο χιονοστιβάδας και η τάση διάσπασης είναι η τάση στην οποία εμφανίζεται το φαινόμενο χιονοστιβάδας. Ο ιονισμός κρούσης προκαλεί το φαινόμενο κατάρρευσης χιονοστιβάδας.
Τι είναι το Zener Breakdown;
Για την προστασία του εξοπλισμού από ζημιά, αυτή η περιοχή λειτουργίας πρέπει να αποφεύγεται για τυπικές διόδους. Η δίοδος Zener, για παράδειγμα, είναι ένας μοναδικός τύπος διόδου που αναπτύχθηκε ειδικά για να λειτουργεί σε αυτή τη ζώνη. Η δίοδος Zener είναι μια μορφή διόδου σύνδεσης PN που λειτουργεί σε κατάσταση αντίστροφης πόλωσης. Η λειτουργία βλάβης στη δίοδο Zener, ωστόσο, διαφέρει από αυτή της βλάβης χιονοστιβάδας. αυτή η ανάλυση είναι γνωστή ως ανάλυση Zener.
Οι περιοχές P και n των διόδων Zener, σε αντίθεση με τις συμβατικές διόδους σύνδεσης PN, είναι εκτεταμένα ντοπαρισμένες. Με άλλα λόγια, ο αριθμός των ατόμων ακαθαρσίας στη δίοδο Zener θα είναι μεγαλύτερος από ότι σε μια κανονική δίοδο σύνδεσης PN. Θα υπάρχει τεράστιος αριθμός φορέων δωρεάν φόρτισης λόγω της ύπαρξης μεγάλων φορέων φόρτισης ακαθαρσιών. Το εύρος της περιοχής εξάντλησης θα περιοριστεί ως αποτέλεσμα σημαντικού ντόπινγκ, με αποτέλεσμα ένα εξαιρετικά ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο. Πολλά ελεύθερα ηλεκτρόνια δημιουργούνται ως αποτέλεσμα του ισχυρού ηλεκτρικού πεδίου και μπορούν εύκολα να περάσουν σε σήραγγα μέσω της περιοχής εξάντλησης, με αποτέλεσμα το αντίστροφο ρεύμα κορεσμού.
Το φαινόμενο διάσπασης Zener είναι το όνομα που δόθηκε σε αυτό το φαινόμενο και η τάση στην οποία εμφανίζεται ονομάζεται τάση διάσπασης Zener. Αυτή είναι η κύρια διάκριση μεταξύ των καταστροφών Zener και χιονοστιβάδων, και τώρα μπορεί κανείς εύκολα να συγκρίνει τις βλάβες Zener και χιονοστιβάδων.
Διαφορά μεταξύ Avalanche και Zener Breakdown
Ας ξεκινήσουμε ορίζοντας τις διαφορές μεταξύ Zener και κατανομής χιονοστιβάδων. Μερικές περιοχές όπου η κατανομή Zener και χιονοστιβάδας διαφέρει παρατίθενται παρακάτω. Αυτή η ερώτηση μπορεί επίσης να τεθεί για να γίνει διάκριση μεταξύ Zener και μηχανισμών κατάρρευσης χιονοστιβάδων. Ωστόσο, δεν πρέπει να μπερδεύεται κανείς όταν απαντά.
Πρόκειται για σημαντικές διακρίσεις καταστροφής χιονοστιβάδας και Zener.
Μηχανισμός διάσπασης
Όταν η αντίστροφη πόλωση σε μια διασταύρωση p-n αυξάνεται, η σύνδεση διακόπτεται και το αντίστροφο ρεύμα ανεβαίνει γρήγορα σε μέγεθος που περιορίζεται μόνο από την εξωτερική αντίσταση σε σειρά. Η τάση διάσπασης της αντίστροφης πόλωσης είναι μια συγκεκριμένη τιμή (vz). Αυξήστε το αντίστροφο ρεύμα κατά ένα μικρό ποσό μετά τη διακοπή. Το πάχος του στρώματος εξάντλησης καθορίζει την τάση διάσπασης. Το πλάτος του στρώματος εξάντλησης καθορίζεται από το επίπεδο ντόπινγκ. Με τη βοήθεια αυτής της ανάρτησης, προσπαθήσαμε να εξηγήσουμε λεπτομερώς την έννοια του Zener Breakdown και του Avalanche Breakdown Mechanism ως Basic Electronics Notes.
Γράφημα χαρακτηριστικών ανάλυσης
Η παρακάτω εικόνα δείχνει μια γραφική απεικόνιση της ανάλυσης Avalanche και Zener.
Εικ:χαρακτηριστικό ανάλυσης
Συμπέρασμα
Το φαινόμενο Zener είναι μια μορφή ηλεκτρικής διάσπασης που ανακαλύφθηκε από τον Clarence Melvin Zener και χρησιμοποιείται κυρίως στη δίοδο Zener που ονομάζεται κατάλληλα. Συμβαίνει σε μια αντίστροφη πολωμένη δίοδο p-n όταν το ηλεκτρικό πεδίο επιτρέπει στα ηλεκτρόνια να διέλθουν από το σθένος στη ζώνη αγωγιμότητας ενός ημιαγωγού, με αποτέλεσμα έναν μεγάλο αριθμό ελεύθερων φορέων μειοψηφίας που προκαλούν την εκτίναξη του αντίστροφου ρεύματος.
