雪崩擊穿(avalanche breakdown)和齊納擊穿(zener breakdown)的區別

雪崩崩潰最重要的根源就是我們所說的“雪崩效應”。當反向偏壓顯著升高導致耗盡區展寬時，就會發生這種情況。這個過程反過來又使電場相當強。少數載流子在這個耗盡區加速並獲得動能。當磁場相當強時，價帶中的電子被擊落。這就產生了一個空穴和一個電子，這是一個傳導電子。這進一步導致一個高能電子，它可以被認為是一個空穴，能夠產生兩個或更多的載流子。如果用更簡單的術語來說，這意味著增長類似於基於指數性質的雪崩。然而，...

什麼是雪崩擊穿(avalanche breakdown)？

什麼是齊納擊穿(zener breakdown)？

而齊納擊穿則發生在摻雜濃度大幅度升高時。這導致耗盡區由少量原子擴大。然而，電場變得很強，但仍然很窄。因此，許多電荷載體不能被加速。取而代之的是量子力學效應。這種現象被認為是量子隧道效應。電離發生時沒有任何影響。結果，這些電子就能夠透過隧道。

隧道效應

當絕緣體將導體的兩個不同部分分開時，就會發生這種情況。奈米的數量級和絕緣體的厚度相當於另一個。觀察到給定電流的上升，由此電子導電。儘管人們本能地認為電流會被絕緣體阻擋，但可以觀察到，由於損壞，電子能夠透過絕緣體。這個動作讓人覺得電子好像已經消失了，或者只是從一邊重新定位，出現在另一邊。總之，可以說，電子的波動性使這一過程得以實現。

儘管不同，但這兩種故障有著相似之處。這兩種機制都在耗盡區釋放自由載流子。這導致二極體在反向偏置時導通。

然而，這兩種機制基於各種各樣的原因而有所不同，主要是在量子力學方面的破壞程度較低。差異定義如下：

過程

雪崩擊穿的過程主要涉及一種稱為碰撞電離的現象。由於高反向偏壓場，少數載流子透過結的運動被鼓勵。當反向偏壓顯著增加時，載流子穿過結的速度隨之增加。這反過來又使它們透過消除晶格中的電子和空穴而產生更多的載流子。量子隧穿的發生，即產生高電場，導致電子-空穴對從共價鍵中被拉出。結果，他們穿過了十字路口。當耗盡區不動離子和反向偏壓共同形成的複合場對齊納擊穿產生影響時，在特定的電壓下會發生這種過程。

結構

在雪崩擊穿的情況下，擊穿的二極體通常是p-n結二極體，通常摻雜。然而，齊納二極體含有高摻雜的n區和p區，導致薄耗盡區和穿過耗盡區的非常高的電場。

溫度繫數

正溫度繫數是經歷雪崩擊穿，而另一方面，齊納導致電壓擊穿，從而導致負溫度繫數。

雪崩擊穿與齊納擊穿的區別：比較圖

發表於 2021-06-25 14:44
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分類：物理

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