Lawinendurchbruch

Lawinendurchbruch ist ein Phänomen, das in beiden isolierenden und halbleitenden Materialien auftreten kann. Es ist eine Form des elektrischen Stromverstärken, dass sehr große Ströme in Materialien, die ansonsten gute Isolatoren ermöglichen kann. Es ist eine Art von Elektronenlawine. Die Lawinenprozess tritt auf, wenn die Träger in dem Übergangsbereich werden durch das elektrische Feld auf Energien aus, um freies Elektron-Loch-Paare durch Kollisionen mit gebundener Elektronen beschleunigt.

Erläuterung

Materialien leiten Strom, wenn sie bewegliche Ladungsträger enthalten. Es gibt zwei Arten von Ladungsträgern in einem Halbleiter: freie Elektronen und Elektronenlöcher. Eine feste Elektrons in einem in Sperrichtung vorgespannten Diode kann aufgrund ihrer Wärmeenergie frei zu brechen, wodurch ein Elektronenlochpaar. Wenn es einen Spannungsgradienten in der Halbleiter-, wird der Elektronenstrahl in Richtung der positiven Spannung zu bewegen, während das Loch "bewegen" in Richtung der negativen Spannung. Die meiste Zeit wird das Elektron und das Loch gerade den entgegengesetzten Enden des Kristalls und Anschlag. Unter den richtigen Umständen wird jedoch die Freie-Elektronen kann schnell genug, um anderen Elektronen frei bewegen zu klopfen, die Schaffung von mehr Freie-Elektronen-Loch-Paare, die Erhöhung der aktuelle. Fast- "Bewegen" Löcher können auch in mehreren Elektronen-Loch-Paare führen, gebildet. In einem Bruchteil einer Nanosekunde, beginnt der gesamte Kristall ge leitet.

Die großen Spannungsabfall und möglicherweise großer Strom beim Durchbruch führt notwendigerweise zu der Erzeugung von Wärme. Daher wird eine Diode in einen Sperrstrom Anwendung gebracht üblicherweise durch Aufteilung zerstört werden, da die externen Schaltkreis in der Lage, einen großen Strom aufrechtzuerhalten und Dump übermäßige Mengen an Wärme. Grundsätzlich ist jedoch, Lawinendurchbruch nur um den Durchgang von Elektronen und eigen brauchen nicht eine Beschädigung des Kristalls verursachen. Avalanche Dioden sind so konstruiert, dass eine gleichmäßige Übergang, der sich bei einer gleichmäßigen Spannung bricht verfügen, um Stromverdichtung beim Zusammenbruch zu vermeiden. Diese Dioden können auf unbestimmte Zeit zu erhalten eine moderate Höhe der aktuellen, während am Rande des Zusammenbruchs.

Die Spannung, bei der der Durchschlag erfolgt ist, die Durchbruchspannung bezeichnet. Es gibt eine Hysterese-Effekt; sobald ein Lawinendurchbruch stattgefunden hat, wird das Material weiter zu leiten, selbst wenn die Spannung über sie unterhalb der Durchbruchspannung sinkt. Dies unterscheidet sich von einer Zener-Diode, die zu stoppen führen werden, sobald die Sperrspannung unterhalb der Durchbruchspannung sinkt.

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