Zener effekt
Inom elektronik är Zenereffekten (anställd mest notably i den lämpligt namngivna Zenerdioden ) en typ av elektriskt haveri , upptäckt av Clarence Melvin Zener . Det inträffar i en omvänt förspänd p-n-diod när det elektriska fältet möjliggör tunnling av elektroner från valensen till ledningsbandet hos en halvledare , vilket leder till många fria minoritetsbärare som plötsligt ökar den omvända strömmen .
Mekanism
Under en hög omvänd förspänning vidgas pn-övergångens utarmningsområde , vilket leder till ett höghållfast elektriskt fält över korsningen. Tillräckligt starka elektriska fält möjliggör tunnling av elektroner över utarmningsområdet för en halvledare , vilket leder till många fria laddningsbärare . Denna plötsliga generering av bärvågor ökar snabbt backströmmen och ger upphov till Zenerdiodens höga lutningskonduktans .
Samband till lavineffekten
Zenereffekten skiljer sig från lavinnedbrytning . Lavinnedbrytning innebär att minoritetsbärarelektroner i övergångsområdet accelereras, av det elektriska fältet, till energier som är tillräckliga för att frigöra elektron-hålpar via kollisioner med bundna elektroner. Zener- och lavineffekten kan inträffa samtidigt eller oberoende av varandra. I allmänhet orsakas diodövergångsavbrott som inträffar under 5 volt av Zener-effekten, medan haverier som inträffar över 5 volt orsakas av lavineffekten. Avbrott som inträffar vid spänningar nära 5V orsakas vanligtvis av någon kombination av de två effekterna. Zenergenomslagsspänning har visat sig uppträda vid en elektrisk fältintensitet på cirka 3 × 107 V /m . Zenernedbrytning inträffar i kraftigt dopade kopplingar (halvledare av p-typ måttligt dopad och kraftigt dopad av n-typ), vilket ger en smal utarmningsområde. Lavinnedbrytningen sker i lätt dopade korsningar, som ger ett bredare utarmningsområde. Temperaturökning i korsningen ökar bidraget från Zener-effekten till nedbrytning och minskar bidraget från lavineffekten.