जीनर विद्युत टूटन वोल्टेज एवालंच विद्युत टूटन वोल्टेज से कम क्यों होता है

जेनर ब्रेकडाउन वोल्टेज और एवालंच ब्रेकडाउन वोल्टेज अर्धचालक उपकरणों, विशेष रूप से डायोड में दो अलग-अलग ब्रेकडाउन तंत्र हैं। इन दो तंत्रों से उत्पन्न ब्रेकडाउन वोल्टेज अलग होता है, जो मुख्य रूप से उनकी भौतिक तंत्र और होने की स्थितियों के अंतर पर आधारित है।

जेनर ब्रेकडाउन

जेनर ब्रेकडाउन एक रिवर्स-बायस्ड PN जंक्शन में होता है, और जब लगाया गया रिवर्स वोल्टेज पर्याप्त रूप से ऊँचा होता है, तो PN जंक्शन में विद्युत क्षेत्र की ताकत ऐसी होती है कि वैलेंस बैंड में इलेक्ट्रॉन को पर्याप्त ऊर्जा मिलती है ताकि वे चालक बैंड में ट्रांसफर हो सकें और इलेक्ट्रॉन-होल युग्म बना सकें। यह प्रक्रिया मुख्य रूप से अर्धचालक सामग्रियों के पतले स्तरों में, विशेष रूप से उच्च डोपिंग सांद्रता वाले PN जंक्शन में होती है।

विशेषताएँ

• होने की स्थिति: उच्च डोपिंग सांद्रता वाले PN जंक्शन में, विद्युत क्षेत्र की ताकत मजबूत होती है, जो इलेक्ट्रॉनिक ट्रांसफर को आसान बनाती है।

• ब्रेकडाउन वोल्टेज: आमतौर पर कम वोल्टेज स्तर पर होता है, लगभग 2.5V से 5.6V के बीच।

• तापमान गुणांक: नकारात्मक तापमान गुणांक, जिसका अर्थ है कि जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, ब्रेकडाउन वोल्टेज घटता जाता है।

एवालंच ब्रेकडाउन

एवालंच ब्रेकडाउन भी रिवर्स-बायस्ड PN जंक्शन में होता है, लेकिन यह एक टक्कर के आयनीकरण की प्रक्रिया है। जब लगाया गया रिवर्स वोल्टेज एक निश्चित मान पर पहुँचता है, तो मजबूत विद्युत क्षेत्र फ्री इलेक्ट्रॉनों को इतनी ऊर्जा देता है कि वे जालक में अणुओं के साथ टकराते हैं, जिससे नए इलेक्ट्रॉन-होल युग्म बनते हैं। ये नए बने इलेक्ट्रॉन-होल युग्म टकराते रहते हैं, जिससे एक श्रृंखला प्रतिक्रिया बनती है जो अंततः धारा में तीव्र वृद्धि का कारण बनती है।

विशेषताएँ

• होने की स्थिति: कम डोपिंग सांद्रता वाले PN जंक्शन में, विद्युत क्षेत्र की ताकत कमजोर होती है, और एवालंच प्रभाव को ट्रिगर करने के लिए उच्च वोल्टेज की आवश्यकता होती है।

• ब्रेकडाउन वोल्टेज: आमतौर पर उच्च वोल्टेज स्तर पर होता है, लगभग 5V या अधिक, सामग्री और डोपिंग सांद्रता पर निर्भर करता है।

• तापमान गुणांक: सकारात्मक तापमान गुणांक, जिसका अर्थ है कि जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, ब्रेकडाउन वोल्टेज बढ़ता जाता है।

जेनर ब्रेकडाउन वोल्टेज एवालंच ब्रेकडाउन वोल्टेज से कम होने की मुख्य वजहें निम्नलिखित हैं:

• डोपिंग सांद्रता: जेनर ब्रेकडाउन आमतौर पर उच्च डोपिंग सांद्रता वाले PN जंक्शन में होता है, जबकि एवालंच ब्रेकडाउन कम डोपिंग सांद्रता वाले PN जंक्शन में होता है। उच्च डोपिंग सांद्रता का अर्थ है कि कम लगाए गए वोल्टेज पर पर्याप्त विद्युत क्षेत्र की ताकत प्राप्त की जा सकती है, ताकि वैलेंस बैंड में इलेक्ट्रॉन को पर्याप्त ऊर्जा मिले और वे चालक बैंड में ट्रांसफर हो सकें। इसके विपरीत, कम डोपिंग सांद्रता वाले PN जंक्शन में इसी विद्युत क्षेत्र की ताकत प्राप्त करने के लिए उच्च लगाए गए वोल्टेज की आवश्यकता होती है।

• विद्युत क्षेत्र की ताकत: जेनर ब्रेकडाउन मुख्य रूप से स्थानीय मजबूत विद्युत क्षेत्र द्वारा इलेक्ट्रॉन ट्रांसफर पर निर्भर करता है, जबकि एवालंच ब्रेकडाउन पूरे PN जंक्शन क्षेत्र में समान रूप से वितरित विद्युत क्षेत्र की ताकत पर निर्भर करता है। इसलिए, एवालंच ब्रेकडाउन के लिए पर्याप्त प्रभावी आयनीकरण प्रभाव बनाने के लिए उच्च वोल्टेज की आवश्यकता होती है।

• सामग्री के गुण: जेनर ब्रेकडाउन मुख्य रूप से कुछ विशिष्ट सामग्रियों (जैसे सिलिकॉन) में होता है और सामग्री की ऊर्जा अंतराल से संबंधित है। एवालंच ब्रेकडाउन अधिक रूप से सामग्री के भौतिक गुणों, जैसे बैंड अंतराल और चालक स्वतंत्रता, पर निर्भर करता है।

सारांश

जेनर ब्रेकडाउन और एवालंच ब्रेकडाउन दो अलग-अलग ब्रेकडाउन तंत्र हैं, जो अलग-अलग स्थितियों में होते हैं और अलग-अलग तापमान गुणांक रखते हैं। जेनर ब्रेकडाउन वोल्टेज आमतौर पर एवालंच ब्रेकडाउन वोल्टेज से कम होता है, यह क्योंकि जेनर ब्रेकडाउन उच्च डोपिंग सांद्रता वाले PN जंक्शन में होता है, जबकि एवालंच ब्रेकडाउन कम डोपिंग सांद्रता वाले PN जंक्शन में होता है, पूर्व के लिए कम लगाए गए वोल्टेज पर पर्याप्त विद्युत क्षेत्र की ताकत प्राप्त की जा सकती है, जबकि बाद के लिए उच्च वोल्टेज की आवश्यकता होती है ताकि प्रभावी आयनीकरण प्रभाव बन सके।