Avalanche Breakdown y Zener Breakdown

¿Qué es el desglose de la avalancha?

La raíz más importante para el desglose de avalanchas es lo que llamamos "efecto de avalancha". Esto ocurre cuando un voltaje de polarización inversa significativamente alto provoca la ampliación de la región de agotamiento. Este proceso, a su vez, hace que el campo eléctrico sea considerablemente fuerte. Los portadores de carga minoritaria se aceleran en esta región de agotamiento y obtienen energía cinética. Los electrones que se encuentran en la banda de la cenefa se eliminan cuando el campo es considerablemente fuerte. Esto resulta en la creación de un agujero y un electrón, que es un electrón de conducción. Esto conduce además a un electrón energético, que puede considerarse un agujero, pudiendo producir dos o más portadores de carga. Cuando se pone en términos más simples, esto significa que un aumento es similar a una avalancha basada en la naturaleza exponencial. Sin embargo, como resultado, la ionización por impacto causa calor dentro del cual puede resultar en un daño potencial al diodo que podría destruir el diodo por completo.

¿Qué es el desglose Zener?

La descomposición de Zener, por otro lado, tiene lugar cuando la concentración de dopaje se eleva en la escala en gran medida. Esto conduce a la ampliación de la región en un pequeño número de átomos. El campo eléctrico, sin embargo, se vuelve sustancialmente fuerte, pero sigue siendo estrecho. Por lo tanto, muchos portadores de carga no pueden ser acelerados. En su lugar, se lleva a cabo un efecto mecánico cuántico. Este fenómeno es reconocido como tunelización cuántica. La ionización ocurre sin ningún impacto. Como resultado, los electrones son capaces de atravesar un túnel.

Efecto túnel

Esto ocurre cuando el aislador separa dos piezas distintas de un conductor. El orden de los nanómetros y el grosor del aislante son equivalentes a otros. Se observa un aumento en la corriente dada, por lo que los electrones conducen. A pesar del primer instinto de creer que el flujo de corriente sería bloqueado por un aislante, se puede observar que los electrones pueden pasar a través de los aisladores como resultado del daño. Este acto hace parecer que los electrones se han desvanecido, o simplemente se han reubicado desde un lado y han aparecido en el otro. En conclusión, se puede decir que la naturaleza de onda de los electrones permite este proceso.

A pesar de ser diferentes, las dos fallas comparten una similitud. Ambos mecanismos liberan portadores de carga gratuita en la región de agotamiento. Esto hace que el diodo se conduzca cuando está polarizado inversamente.

Sin embargo, ambos mecanismos difieren según una variedad de razones, que son principalmente bajas en el aspecto mecánico cuántico de las averías. Las diferencias se definen en el siguiente texto:

Proceso

El proceso de descomposición de la avalancha involucra predominantemente un fenómeno conocido como ionización por impacto. Debido a un alto campo de polarización inversa, se alienta el movimiento de portadores minoritarios a través de la unión. Si bien hay un aumento sustancial en el voltaje de polarización inversa, la velocidad de las portadoras que cruzan la unión aumenta posteriormente. Esto a su vez hace que produzcan más portadores al eliminar los electrones y los orificios de la red cristalina. La ocurrencia de túneles cuánticos, que a lo largo del campo eléctrico elevado hace que los pares de orificios de electrones se extraigan de los enlaces covalentes. Como resultado, cruzan la intersección. Este proceso ocurre para un voltaje específico cuando el campo combinado debido a los iones inmóviles en la región de agotamiento y el sesgo inverso se vuelven colectivamente abundantes para impactar la ruptura de Zener.

Estructura

El diodo que se descompone, en caso de descomposición por avalancha, es generalmente un diodo de unión p-n que normalmente está dopado. Sin embargo, los diodos Zener contienen regiones n y p altamente dopadas, lo que resulta en una región de agotamiento delgada y un campo eléctrico muy alto a través de la región de agotamiento.

Coeficiente de temperatura

El coeficiente de temperatura positivo es experimentado por las fallas de avalancha, mientras que por otro lado, Zener hace que la tensión se rompa, lo que resulta en un coeficiente de temperatura negativo.