ఎందుకు జెనర్ బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ అవలంచ్ బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ కంటే తక్కువ?

జెనర్ బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ మరియు అవలంచ్ బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ అనేవి సెమికాండక్టర్ పరికరాల్లో, విశేషంగా డైఋడ్‌లలో రెండు విభిన్న బ్రేక్డౌన్ మెకానిజంలు. ఈ రెండు మెకానిజమ్‌ల వలన వచ్చే బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ విభిన్నంగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే వాటి భౌతిక మెకానిజమ్‌లు మరియు జరుగుతున్న పరిస్థితులు విభిన్నంగా ఉంటాయి.

జెనర్ బ్రేక్డౌన్

జెనర్ బ్రేక్డౌన్ విలోమంగా ప్రవహించే PN జంక్షన్‌లో జరుగుతుంది, మరియు అయితే ప్రయోగించబడున్న విలోమ వోల్టేజ్ గుర్తుకు ప్రధానంగా ఉంటే, PN జంక్షన్‌లో విద్యుత్ క్షేత్ర శక్తి విలోమ బాండ్‌లో ఉన్న ఇలక్ట్రాన్లకు కాండక్షన్ బాండ్‌కు మార్పు చేయడానికి సార్థకంగా ఉంటుంది. ఈ ప్రక్రియ ప్రధానంగా సెమికాండక్టర్ పదార్థాల మీద ముఖ్యంగా జరుగుతుంది, విశేషంగా ఉపాధి ద్రవ్యరాశి అధికంగా ఉన్న PN జంక్షన్‌లలో.

ప్రముఖ లక్షణాలు

• జరుగుట పరిస్థితి: ఉపాధి ద్రవ్యరాశి అధికంగా ఉన్న PN జంక్షన్‌లో, విద్యుత్ క్షేత్ర శక్తి శక్తమైనది, ఇది ఇలక్ట్రానిక్ మార్పును సులభంగా చేస్తుంది.

• బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్: సాధారణంగా తక్కువ వోల్టేజ్ స్థాయిల్లో, సుమారు 2.5V మరియు 5.6V మధ్య జరుగుతుంది.

• టెంపరేచర్ కొఫిషియెంట్: నెగెటివ్ టెంపరేచర్ కొఫిషియెంట్, అంటే టెంపరేచర్ పెరిగినప్పుడు, బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ తగ్గుతుంది.

అవలంచ్ బ్రేక్డౌన్

అవలంచ్ బ్రేక్డౌన్ కూడా విలోమంగా ప్రవహించే PN జంక్షన్‌లో జరుగుతుంది, కానీ ఇది కాలిజనల్ ఆయనైజేషన్ ప్రక్రియ. ప్రయోగించబడున్న విలోమ వోల్టేజ్ ఒక నిర్దిష్ట విలువను చేరినప్పుడు, శక్తమైన విద్యుత్ క్షేత్రం స్వేచ్ఛా ఇలక్ట్రాన్లను అధిక కినెటిక్ శక్తితో ముందుకు ప్రవేశపెట్టుతుంది, అది లాటిస్ లోని పరమాణువులతో టాక్సన్ చేస్తుంది, కొత్త ఇలక్ట్రాన్-హోల్ జతలను సృష్టిస్తుంది. ఈ కొత్త ఇలక్ట్రాన్-హోల్ జతలు కొనసాగించి టాక్సన్ చేస్తాయి, అంతమైన ప్రయోజనం ఆక్షణికంగా కరెంట్ పెరిగించుతుంది.

ప్రముఖ లక్షణాలు

• జరుగుట పరిస్థితి: ఉపాధి ద్రవ్యరాశి తక్కువ ఉన్న PN జంక్షన్‌లో, విద్యుత్ క్షేత్ర శక్తి తక్కువ ఉంటుంది, అవలంచ్ ప్రభావాన్ని ప్రారంభించడానికి అధిక వోల్టేజ్ అవసరం.

• బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్: సాధారణంగా అధిక వోల్టేజ్ స్థాయిల్లో, సుమారు 5V లేదా అంతకంటే అధికం, పదార్థం మరియు ఉపాధి ద్రవ్యరాశి ఆధారంగా మారుతుంది.

• టెంపరేచర్ కొఫిషియెంట్: పాజిటివ్ టెంపరేచర్ కొఫిషియెంట్, అంటే టెంపరేచర్ పెరిగినప్పుడు, బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ పెరిగించుతుంది.

జెనర్ బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ అవలంచ్ బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ కంటే తక్కువ ఉండటంలో ప్రధాన కారణాలు ఇవి:

• ఉపాధి ద్రవ్యరాశి: జెనర్ బ్రేక్డౌన్ సాధారణంగా ఉపాధి ద్రవ్యరాశి అధికంగా ఉన్న PN జంక్షన్‌లో జరుగుతుంది, అవలంచ్ బ్రేక్డౌన్ ఉపాధి ద్రవ్యరాశి తక్కువ ఉన్న PN జంక్షన్‌లో జరుగుతుంది. ఉపాధి ద్రవ్యరాశి అధికం ఉండటం అంటే తక్కువ ప్రయోగించబడున్న వోల్టేజ్‌లో సార్థకమైన విద్యుత్ క్షేత్ర శక్తి చేరుతుంది, అందువల్ల విలోమ బాండ్‌లో ఉన్న ఇలక్ట్రాన్లకు కాండక్షన్ బాండ్‌కు మార్పు చేయడానికి సార్థకమైన శక్తి చేరుతుంది. వ్యతిరేకంగా, ఉపాధి ద్రవ్యరాశి తక్కువ ఉన్న PN జంక్షన్‌లకు అదే విద్యుత్ క్షేత్ర శక్తిని చేరువడానికి అధిక ప్రయోగించబడున్న వోల్టేజ్ అవసరం.

• విద్యుత్ క్షేత్ర శక్తి: జెనర్ బ్రేక్డౌన్ ప్రధానంగా స్థానిక శక్తిమాన విద్యుత్ క్షేత్రాల వలన జరుగుతుంది, అవలంచ్ బ్రేక్డౌన్ ప్రధానంగా మొత్తం PN జంక్షన్ ప్రాంతంలో విస్తరించిన విద్యుత్ క్షేత్ర శక్తిపై ఆధారపడుతుంది. అందువల్ల, అవలంచ్ బ్రేక్డౌన్ సార్థకమైన ఆయనైజేషన్ ప్రభావాన్ని సృష్టించడానికి అధిక వోల్టేజ్ అవసరం.

• పదార్థ లక్షణాలు: జెనర్ బ్రేక్డౌన్ ప్రధానంగా కొన్ని నిర్దిష్ట పదార్థాల్లో (ఉదాహరణకు సిలికాన్) జరుగుతుంది మరియు పదార్థం యొక్క ఎనర్జీ గ్యాప్ పై ఆధారపడుతుంది. అవలంచ్ బ్రేక్డౌన్ ప్రధానంగా పదార్థం యొక్క భౌతిక లక్షణాలపై ఆధారపడుతుంది, ఉదాహరణకు బాండ్ గ్యాప్ వైడ్త్వం మరియు క్షేత్ర మోబిలిటీ.

సారాంశం

జెనర్ బ్రేక్డౌన్ మరియు అవలంచ్ బ్రేక్డౌన్ అనేవి విభిన్న పరిస్థితులలో జరుగుతున్న రెండు విభిన్న బ్రేక్డౌన్ మెకానిజమ్‌లు, వాటికి విభిన్న టెంపరేచర్ కొఫిషియెంట్లు ఉంటాయి. జెనర్ బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ సాధారణంగా అవలంచ్ బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ కంటే తక్కువ ఉంటుంది, ఎందుకంటే జెనర్ బ్రేక్డౌన్ ఉపాధి ద్రవ్యరాశి అధికంగా ఉన్న PN జంక్షన్‌లో జరుగుతుంది, అవలంచ్ బ్రేక్డౌన్ ఉపాధి ద్రవ్యరాశి తక్కువ ఉన్న PN జంక్షన్‌లో జరుగుతుంది, మొదటిది తక్కువ ప్రయోగించబడున్న వోల్టేజ్‌లో సార్థకమైన విద్యుత్ క్షేత్ర శక్తిని చేరువడానికి అవసరం, రెండవది అధిక వోల్టేజ్‌లో ఆయనైజేషన్ ప్రభావాన్ని సృష్టించడానికి అవసరం.