Neden Zener kəsilmə qəzası, lavin kəsilmə qəzasından azdır?

Zener qırılma nəzəriyyəsi və lavin qırılma nəzəriyyəsi, mühəndislik cihazlarında, xüsusilə diodlarda iki fərqli qırılma mekanizmi olan. Bu iki mekanizm tərəfindən səbəb olunan qırılma nəzarəti fərqlidir, bunun səbəbi onların fərqli fiziki mekanizmləri və baş vermə şərtləridir.

Zener qırılması

Zener qırılması, geri yönlü qarışan PN keçidində baş verir. Tətbiq olunan geri qarışma voltajı yeterli yüksəkdirsə, PN keçidində elektrik sahasının güclü olması, valans zonasındakı elektronların kənara keçim zonasına keçmək üçün kifayət qədər enerji almasına səbəb olur. Bu proses, xüsusilə yüksək dozlaşdırılmış PN keçidlərində, in qatlı yarıiconductor materialında baş verir.

Xüsusiyyətlər

• Baş vermə şərti: Yüksək dozlaşdırılmış PN keçidində, elektrik sahasının güclü olması, elektronların keçməsinə səbəb olmağa asandır.

• Qırılma voltajı: Kifayət qədər aşağı voltaj səviyəsində, təxminən 2,5V və 5,6V arasında baş verir.

• Temperatur koeffisiyenti: Mənfi temperatur koeffisiyenti, bu da temperatur artıqca, qırılma voltajının azalacağını göstərir.

Lavin qırılması

Lavin qırılması da geri yönlü qarışan PN keçidində baş verir, lakin bu, ürkümə ionlaşdırma prosesi ilə bağlıdır. Tətbiq olunan geri qarışma voltajı belə bir dəyərə çatdıqda, güclü elektrik sahası, özgür elektronları yetəri qədər yüksək kinetik enerjiyə çatdırarak, kristal ağacındakı atomlarla ürküməyə səbəb olur, yeni elektron-qovşaq cütləri yaradır. Bu yeni yaradılan elektron-qovşaq cütləri davam edərək ürküməyə, sonunda dəzişmə reaksiyasına səbəb olur, bu isə akımın təzyiqi artımına səbəb olur.

Xüsusiyyətlər

• Baş vermə şərti: Aşağı dozlaşdırılmış PN keçidində, elektrik sahasının zayıf olması, lavin effektini başa düşmək üçün daha yüksək voltaja ehtiyac olduğunu göstərir.

• Qırılma voltajı: Kifayət qədər yüksək voltaj səviyəsində, təxminən 5V və ya daha yüksək, material və dozlaşdırma növündən asılı olaraq baş verir.

• Temperatur koeffisiyenti: Mənfi temperatur koeffisiyenti, bu da temperatur artıqca, qırılma voltajının artıracağını göstərir.

Zener qırılma voltajının lavin qırılma voltajından aşağı olmasının əsas səbəbləri aşağıdakılardır:

• Dozlaşdırma növü: Zener qırılması adətən yüksək dozlaşdırılmış PN keçidlərində, lavin qırılması isə aşağı dozlaşdırılmış PN keçidlərində baş verir. Yüksək dozlaşdırma, aşağı tətbiq olunan voltajda kifayət qədər elektrik saha gücünün əldə edilməsinə imkan verir, buna görə də valans zonasındakı elektronlar kənara keçim zonasına keçmək üçün kifayət qədər enerji alırlar. Ziddi istiqamətdə, aşağı dozlaşdırılmış PN keçidlər, eyni elektrik saha gücünü əldə etmək üçün daha yüksək tətbiq olunan voltaja ehtiyac duyarlar.

• Elektrik saha gücü: Zener qırılması, lokal güclü elektrik sahalar tərəfindən səbəb olunan elektron keçimlərinə asan, lavin qırılması isə bütün PN keçid bölgəsində ümumi elektrik saha gücünə asan. Buna görə, lavin qırılması, kifayət qədər darbe ionlaşdırma effektini yaratmaq üçün daha yüksək voltaja ehtiyac duyar.

• Material xüsusiyyətləri: Zener qırılması, bəzi xüsusi materialarda (məsələn, silisium) baş verir və materialın enerji boşluğu ilə bağlıdır. Lavin qırılması, materialın fiziki xüsusiyyətlərinə, məsələn, enerji boşluğunun eninə və noştarlıq hərəkət etmə sürətinə daha çox asan.

Nəticə

Zener qırılması və lavin qırılması, fərqli şərtlərdə baş verən və fərqli temperatur koeffisiyentləri olan iki fərqli qırılma mekanizmidir. Zener qırılma voltajı, lavin qırılma voltajından aşağı olur, bu da Zener qırılması, yüksək dozlaşdırılmış PN keçidində, lavin qırılması isə aşağı dozlaşdırılmış PN keçidində baş verdiyindən, əvvəlkidə kifayət qədər aşağı tətbiq olunan voltajla kifayət qədər elektrik saha gücünü əldə edir, sonradakı isə darbe ionlaşdırma effektini yaratmaq üçün daha yüksək voltaja ehtiyac duyar.