Mis on laviini jaotus?

Laviini jaotuse peamine juur on see, mida me nimetame „laviini efektiks”. See toimub siis, kui märkimisväärselt kõrge vastupidine eelpinge põhjustab tühjenduspiirkonna laienemist. See protsess omakorda muudab elektrivälja märkimisväärselt tugevaks. Vähemuse laengukandjad kiirenevad selles tühjenduspiirkonnas ja saavutavad kineetilise energia. Valance-ribast leitud elektronid löövad ära, kui väli on märkimisväärselt tugev. Selle tulemuseks on auk ja elektron, mis on juhtiv elektron. See viib veel energeetilise elektroni, mida võidakse pidada auguks, tekitamiseks kahe või enama laengukandjaga. Lihtsamalt öeldes tähendab see, et kasv on sarnane eksponentsiaalsusest tuleneva laviini abil. Kuid selle tagajärjel põhjustab löökionisatsioon kuumust, mille jooksul diood võib olla potentsiaalselt kahjustatud, mis võib dioodi täielikult hävitada.

Mis on Zeneri jaotus?

Zeneri jaotus seevastu toimub siis, kui dopingukontsentratsioon on skaalal suuresti suurenenud. See viib kahanemispiirkonna laienemiseni vähese arvu aatomite võrra. Elektriväli muutub aga oluliselt tugevaks, kuid jääb siiski kitsaks. Seega ei saa paljud laadimiskandjad kiirendada. Selle asemel saavutatakse kvantmehaaniline efekt. Seda nähtust peetakse kvanttunneldamiseks. Ionisatsioon toimub ilma löögita. Selle tulemusel on elektronid võimelised lihtsalt läbi liikuma.

Tunneliefekt

See juhtub siis, kui isolaator eraldab juhi kaks erinevat tükki. Nanomeetrite järjekord ja isolaatori paksus on teisega võrdsed. Täheldatakse antud voolu tõusu, mille käigus elektronid juhivad. Vaatamata esimesele instinktile, mille kohaselt usuti, et isolaator blokeerib voolu voolu, võib täheldada, et elektronid on kahjustuse tagajärjel võimelised isolaatoritest läbi minema. See toiming paneb tunduma, nagu oleks elektronid kadunud või lihtsalt ühelt küljelt ümber kolinud ja teisele küljele ilmunud. Kokkuvõtteks võib öelda, et elektronide laine olemus võimaldab seda protsessi.

Hoolimata erinevustest, on kahel jaotusel sarnasus. Mõlemad mehhanismid vabastavad tühjenemispiirkonnas olevad tasuta laadukandjad. See põhjustab dioodi käitumist, kui see on kallutatud.

Mõlemad mehhanismid erinevad siiski mitmesugustel põhjustel, millel on jaotuste kvantmehaanilises osas peamiselt vähe. Erinevused on määratletud järgmises tekstis:

Protsess

Laviini lagunemise protsess hõlmab peamiselt nähtust, mida tuntakse löökionisatsioonina. Suure tagasisuunalise nihkega välja tõttu on vähemuste vedajate liikumine ristmikul soovitatav. Kuigi pöördpingepinge on märkimisväärselt tõusnud, suureneb ristmikku ületavate kandurite kiirus hiljem. See omakorda põhjustab nende tootmist rohkem kandjaid, eemaldades kristallvõrest elektronid ja augud. Kvanttunneldamise esinemine, mis toob endaga kaasa suure elektrivälja, mille tagajärjel tõmmatakse kovalentsetest sidemetest elektron-auk paarid. Selle tulemusel ületavad nad ristmiku. See protsess toimub kindla pinge korral, kui vaesuspiirkonnas liikumatute ioonide ja vastupidise nihke tõttu on kombineeritud väli Zeneri jaotuse mõjul kollektiivselt rikkalik.

Struktuur

Laviini lagunemise korral lagunev diood on tavaliselt p-n-ristmiku diood, mis tavaliselt on legeeritud. Sellegipoolest sisaldavad Zeneri dioodid väga legeeritud n- ja p-piirkondi, mille tulemuseks on õhuke tühjenduspiirkond ja väga suur elektriväli kogu tühjenduspiirkonnas.

Temperatuuri koefitsient

Positiivset temperatuurikoefitsienti kogevad laviini jaotused, teiselt poolt põhjustab Zener pinge lagunemist, mille tulemuseks on negatiivne temperatuurikoefitsient.

Laviini ja Zeneri jaotuse erinevus: võrdlusdiagramm

Viited

  • Ahelad täna. PN ristmiku jaotuse omadused. 19. detsember 2013. 22. aprill 2018..
  • Kruger, Anton. Zeneri ja laviini jaotus / dioodid. 18. oktoober 2001. 22. aprill 2018.
  • Zeghbroeck, B. Van. p-n ristmikud. 2011. 2018.
  • Kujutise krediit: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/ac/Electron_avalanche.gif/640px-Electron_avalanche.gif
  • Kujutise krediit: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5a/I-V_curve_for_a_Zener_Diode.svg/581px-I-V_curve_for_a_Zener_Diode.svg.png