Differenza tra la rottura delle valanghe e la rottura di Zener

Che cosa è Avalanche Breakdown?

La radice più importante per la rottura delle valanghe è ciò che chiamiamo "effetto valanga". Ciò avviene quando una tensione di polarizzazione inversa notevolmente elevata provoca l'allargamento della regione di svuotamento. Questo processo, a sua volta, rende il campo elettrico considerevolmente forte. I portatori di carica di minoranza accelera in questa regione di svuotamento e acquisiscono energia cinetica. Gli elettroni trovati nella banda di valance vengono buttati giù quando il campo è considerevolmente forte. Ciò si traduce nella creazione di un buco e un elettrone, che è un elettrone di conduzione. Ciò porta ulteriormente ad un elettrone energetico, che può essere considerato un buco, in grado di fornire due o più portatori di carica. Quando viene messo in termini più semplici, ciò significa che un aumento è simile a una valanga basata sulla natura esponenziale. Tuttavia, come risultato, la ionizzazione da impatto causa calore all'interno del quale può provocare un potenziale danno al diodo che potrebbe distruggere del tutto il diodo.

Che cos'è Zener Breakdown?

La scomposizione di Zener, d'altra parte, ha luogo quando la concentrazione del doping è elevata sulla scala in larga misura. Ciò porta alla regione di esaurimento che si allarga di un piccolo numero di atomi. Il campo elettrico, tuttavia, diventa sostanzialmente forte, ma rimane stretto. Pertanto, molti operatori di addebito non possono essere accelerati. Invece, viene intrapreso un effetto quantomeccanico. Questo fenomeno è riconosciuto come tunneling quantico. La ionizzazione avviene senza alcun impatto. Di conseguenza, gli elettroni sono in grado di attraversare semplicemente il tunnel.

Effetto Tunneling

Ciò si verifica quando l'isolatore separa due pezzi distinti di un conduttore. L'ordine dei nanometri e lo spessore dell'isolante sono equivalenti a un altro. Si osserva un aumento della corrente data, per cui conducono gli elettroni. Nonostante il primo istinto a credere che il flusso di corrente sarebbe bloccato da un isolante, si può osservare che gli elettroni sono in grado di passare attraverso gli isolanti a causa del danno. Questo atto fa sembrare che gli elettroni siano spariti, o semplicemente trasferiti da un lato e siano comparsi dall'altro lato. In conclusione, si può affermare che la natura ondulatoria degli elettroni consente questo processo.

Nonostante siano diversi, i due guasti condividono una somiglianza. Entrambi i meccanismi rilasciano portatori di carica liberi nella regione di svuotamento. Questo fa sì che il diodo si comporti in caso di polarizzazione inversa.

Tuttavia, entrambi i meccanismi differiscono in base a una serie di motivi, che sono principalmente bassi nell'aspetto della meccanica quantistica dei guasti. Le differenze sono definite nel seguente testo:

Processi

Il processo di guasto di Avalanche coinvolge prevalentemente un fenomeno noto come ionizzazione da impatto. A causa di un elevato campo di polarizzazione inversa, il movimento dei portatori di minoranza attraverso la giunzione è incoraggiato. Mentre vi è un aumento sostanziale della tensione di polarizzazione inversa, la velocità dei vettori che attraversano la giunzione aumenta successivamente. Questo a sua volta li porta a produrre più portatori eliminando elettroni e buchi dal reticolo cristallino. Il verificarsi del tunneling quantico, che porta lungo l'alto campo elettrico causando l'estrazione delle coppie elettrone-lacuna dai legami covalenti. Di conseguenza, attraversano l'incrocio. Questo processo si verifica per una tensione specifica quando il campo combinato a causa degli ioni immobili nella regione di svuotamento e la polarizzazione inversa diventano collettivamente abbondanti per influire sulla rottura di Zener.

Struttura

I diodi che si rompono, in caso di avaria a valanga, sono generalmente diodi a giunzione p-n che sono normalmente drogati. Tuttavia, i diodi Zener contengono regioni di tipo N e P altamente drogate, risultando in una regione di deplezione sottile e un campo elettrico molto alto attraverso la regione di svuotamento.

Coefficiente di temperatura

Il coefficiente di temperatura positivo viene rilevato da guasti Avalanche, mentre, d'altra parte, Zener provoca la rottura della tensione, determinando un coefficiente di temperatura negativo.

Differenza tra ripartizione valanghe e ripartizione Zener: tabella di confronto