Zener ব্রেকডাউন ভোল্টেজ কেন এভালাঞ্চ ব্রেকডাউন ভোল্টেজের চেয়ে কম?
জেনার ব্রেকডাউন ভোল্টেজ এবং অ্যাভালঞ্চ ব্রেকডাউন ভোল্টেজ হল অর্ধপরিবাহী ডিভাইস, বিশেষত ডায়োডে দুটি আলাদা ব্রেকডাউন মেকানিজম। এই দুটি মেকানিজমের কারণে সৃষ্ট ব্রেকডাউন ভোল্টেজ পার্থক্য রয়েছে, যা তাদের ভিন্ন পদার্থিক মেকানিজম এবং ঘটনার শর্তগুলির কারণে।
জেনার ব্রেকডাউন
জেনার ব্রেকডাউন পিএন জাঙ্কশনে প্রতিগামী বাইয়াসে ঘটে, এবং যখন প্রয়োগকৃত প্রতিগামী ভোল্টেজ যথেষ্ট উচ্চ হয়, তখন পিএন জাঙ্কশনের তড়িৎক্ষেত্রের শক্তি যথেষ্ট হয় যাতে ভ্যালেন্স ব্যান্ডের ইলেকট্রনগুলি যথেষ্ট শক্তি পেয়ে কনডাকশন ব্যান্ডে পরিবর্তিত হয় এবং ইলেকট্রন-হোল জোড়া গঠন করে। এই প্রক্রিয়া বিশেষত উচ্চ ডোপিং ঘনত্বের পিএন জাঙ্কশনে ঘটে, বিশেষত অর্ধপরিবাহী পদার্থের পাতলা স্তরে।
বৈশিষ্ট্য
ঘটনার শর্ত: উচ্চ ডোপিং ঘনত্বের পিএন জাঙ্কশনে, তড়িৎক্ষেত্রের শক্তি শক্তিশালী, যা ইলেকট্রন পরিবর্তনের সুবিধাজনক করে।
ব্রেকডাউন ভোল্টেজ: সাধারণত কম ভোল্টেজ স্তরে (প্রায় 2.5V থেকে 5.6V) ঘটে।
তাপমাত্রা সহগ: নেগেটিভ তাপমাত্রা সহগ, অর্থাৎ তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে ব্রেকডাউন ভোল্টেজ কমে যায়।
অ্যাভালঞ্চ ব্রেকডাউন
অ্যাভালঞ্চ ব্রেকডাউনও প্রতিগামী বাইয়াসে পিএন জাঙ্কশনে ঘটে, কিন্তু এটি একটি সংঘর্ষ আয়নীভবন প্রক্রিয়া। যখন প্রয়োগকৃত প্রতিগামী ভোল্টেজ একটি নির্দিষ্ট মানে পৌঁছায়, তখন শক্তিশালী তড়িৎক্ষেত্র মুক্ত ইলেকট্রনগুলিকে যথেষ্ট গতিশক্তি দিয়ে ল্যাটিসের পরমাণুগুলির সাথে সংঘর্ষ করায়, নতুন ইলেকট্রন-হোল জোড়া গঠন করে। এই নতুন ইলেকট্রন-হোল জোড়া গুলি সংঘর্ষ চালিয়ে যায়, ফলে একটি শৃঙ্খল বিক্রিয়া তৈরি হয় যা শেষ পর্যন্ত বিদ্যুৎ প্রবাহের তীব্র বৃদ্ধি ঘটায়।
বৈশিষ্ট্য
ঘটনার শর্ত: কম ডোপিং ঘনত্বের পিএন জাঙ্কশনে, তড়িৎক্ষেত্রের শক্তি দুর্বল, ফলে অ্যাভালঞ্চ প্রভাব উত্পাদনের জন্য উচ্চ ভোল্টেজ প্রয়োজন।
ব্রেকডাউন ভোল্টেজ: সাধারণত উচ্চ ভোল্টেজ স্তরে (প্রায় 5V বা তার বেশি) ঘটে, যা পদার্থ এবং ডোপিং ঘনত্বের উপর নির্ভর করে।
তাপমাত্রা সহগ: পজিটিভ তাপমাত্রা সহগ, অর্থাৎ তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে ব্রেকডাউন ভোল্টেজ বৃদ্ধি পায়।
জেনার ব্রেকডাউন ভোল্টেজ অ্যাভালঞ্চ ব্রেকডাউন ভোল্টেজের চেয়ে কম হওয়ার প্রধান কারণগুলি নিম্নরূপ:
ডোপিং ঘনত্ব: জেনার ব্রেকডাউন সাধারণত উচ্চ ডোপিং ঘনত্বের পিএন জাঙ্কশনে ঘটে, অন্যদিকে অ্যাভালঞ্চ ব্রেকডাউন কম ডোপিং ঘনত্বের পিএন জাঙ্কশনে ঘটে। উচ্চ ডোপিং ঘনত্বের কারণে কম প্রয়োগকৃত ভোল্টেজে যথেষ্ট তড়িৎক্ষেত্রের শক্তি অর্জন করা যায়, ফলে ভ্যালেন্স ব্যান্ডের ইলেকট্রনগুলি যথেষ্ট শক্তি পেয়ে কনডাকশন ব্যান্ডে পরিবর্তিত হয়। বিপরীতে, কম ডোপিং ঘনত্বের পিএন জাঙ্কশনে একই তড়িৎক্ষেত্রের শক্তি অর্জনের জন্য উচ্চ প্রয়োগকৃত ভোল্টেজ প্রয়োজন।
তড়িৎক্ষেত্রের শক্তি: জেনার ব্রেকডাউন প্রধানত স্থানীয় শক্তিশালী তড়িৎক্ষেত্রের কারণে ইলেকট্রন পরিবর্তনের উপর নির্ভর করে, অন্যদিকে অ্যাভালঞ্চ ব্রেকডাউন পুরো পিএন জাঙ্কশন অঞ্চলে সুষমভাবে ছড়িয়ে থাকা তড়িৎক্ষেত্রের শক্তির উপর নির্ভর করে। ফলে, অ্যাভালঞ্চ ব্রেকডাউন যথেষ্ট প্রভাব আয়নীভবন প্রভাব তৈরি করার জন্য উচ্চ ভোল্টেজের প্রয়োজন।
পদার্থের বৈশিষ্ট্য: জেনার ব্রেকডাউন প্রধানত কিছু নির্দিষ্ট পদার্থ (যেমন সিলিকন) এ ঘটে এবং পদার্থের শক্তি ব্যবধানের সাথে সম্পর্কিত। অ্যাভালঞ্চ ব্রেকডাউন বেশি পরিমাণে পদার্থের পদার্থিক বৈশিষ্ট্য, যেমন ব্যান্ড গ্যাপ এবং ক্যারিয়ার গতিশক্তির উপর নির্ভর করে।
সারাংশ
জেনার ব্রেকডাউন এবং অ্যাভালঞ্চ ব্রেকডাউন হল দুটি আলাদা ব্রেকডাউন মেকানিজম, যা ভিন্ন শর্তগুলির অধীনে ঘটে এবং ভিন্ন তাপমাত্রা সহগ রয়েছে। জেনার ব্রেকডাউন ভোল্টেজ সাধারণত অ্যাভালঞ্চ ব্রেকডাউন ভোল্টেজের চেয়ে কম, কারণ জেনার ব্রেকডাউন উচ্চ ডোপিং ঘনত্বের পিএন জাঙ্কশনে ঘটে, অন্যদিকে অ্যাভালঞ্চ ব্রেকডাউন কম ডোপিং ঘনত্বের পিএন জাঙ্কশনে ঘটে। প্রথমটি যথেষ্ট তড়িৎক্ষেত্রের শক্তি অর্জনের জন্য কম প্রয়োগকৃত ভোল্টেজের প্রয়োজন, দ্বিতীয়টি প্রভাব আয়নীভবন প্রভাব তৈরি করার জন্য উচ্চ ভোল্টেজের প্রয়োজন।
