Desglose de Zener y Desglose de avalancha

<p>los Desglose de avalancha y Desglose de Zener Hay dos mecanismos diferentes por los que se rompe una uni贸n PN. La ruptura de Zener y Avalanche ocurren en diodos con polarizaci贸n inversa.

La ruptura de la avalancha ocurre debido a la ionizaci贸n de electrones y pares de huecos, mientras que la ruptura de Zener ocurre debido a un fuerte dopaje. Estos se explican a continuaci贸n en detalle.

Índice de contenidos

Desglose de avalancha

El mecanismo de ruptura de la avalancha ocurre debido a la corriente de saturaci贸n inversa. El material de tipo P y tipo N juntos forma la uni贸n PN. La regi贸n de agotamiento se desarrolla en la uni贸n donde los materiales de tipo P y N entran en contacto.

Los materiales de tipo P y N de la uni贸n PN no son perfectos y tienen algunas impurezas, es decir, el material de tipo p tiene algunos electrones y el material de tipo N tiene alg煤n hueco. El ancho de la regi贸n de agotamiento var铆a. Su ancho depende del sesgo aplicado al terminal de la regi贸n P y N.

La polarizaci贸n inversa aumenta el campo el茅ctrico en la regi贸n de agotamiento. Cuando existe un campo el茅ctrico alto a trav茅s del agotamiento, aumenta la velocidad del portador de carga minoritario que cruza la regi贸n de agotamiento. Estos portadores chocan con los 谩tomos del cristal. Debido a la violenta colisi贸n, el portador de carga saca los electrones del 谩tomo.

La colisi贸n aumenta el par electr贸n-hueco. A medida que el agujero de electrones induce el alto campo el茅ctrico, se separan r谩pidamente y chocan con los otros 谩tomos de los cristales. El proceso es continuo y el campo el茅ctrico se vuelve mucho m谩s alto que la corriente inversa que comienza a fluir en la uni贸n PN. El proceso se conoce como el Desglose de avalancha. Despu茅s de la aver铆a, la uni贸n no puede recuperar su posici贸n original porque el diodo se quema por completo.

Desglose de Zener

La uni贸n PN est谩 formada por la combinaci贸n del material semiconductor tipo p y tipo n. La combinaci贸n de las regiones de tipo P y tipo N crea la regi贸n de agotamiento.

El ancho de la regi贸n de empobrecimiento depende del dopaje del material semiconductor de tipo P y N. Si el material est谩 fuertemente dopado, el ancho de la regi贸n de empobrecimiento se vuelve muy delgado.

El fen贸meno de la ruptura de Zener ocurre en la regi贸n de agotamiento muy delgada. La regi贸n delgada de agotamiento tiene m谩s cantidad de electrones libres. La polarizaci贸n inversa que se aplica en la uni贸n PN desarrolla la intensidad del campo el茅ctrico en la regi贸n de agotamiento. La fuerza de la intensidad del campo el茅ctrico llega a ser muy alta.

La intensidad del campo el茅ctrico aumenta la energ铆a cin茅tica de los portadores de carga libres. De este modo, los transportistas comienzan a saltar de una regi贸n a otra. Estos portadores de carga energ茅tica chocan con los 谩tomos del material tipo p y tipo n y producen los pares electr贸n-hueco.

La corriente inversa comienza a fluir en la uni贸n debido a que la regi贸n de agotamiento desaparece por completo. Este proceso se conoce como el desglose de Zener.

ZENER-Y-AVALANCHE-DESGLOSE-FIG-1

En la ruptura de Zener, la uni贸n no est谩 completamente da帽ada. La regi贸n de agotamiento vuelve a su posici贸n original despu茅s de la eliminaci贸n del voltaje inverso.

Circuito equivalente de un diodo Zener ideal y un diodo Zener real

Diodo zener ideal

La regi贸n de ruptura del diodo Zener ideal en la curva VI se considera vertical. El gr谩fico muestra que el voltaje permanece constante incluso despu茅s de la variaci贸n de la corriente.

Por lo tanto, se desprecia la resistencia del diodo Zener. El diodo Zener en la regi贸n de ruptura se comporta idealmente como una bater铆a.

los diagrama de circuito equivalente se muestra a continuaci贸n:

ZENER-Y-AVALANCHE-DESGLOSE-FIG-2En un circuito, un diodo Zener ideal puede ser reemplazado por una fuente de voltaje Vz, cuando el diodo Zener est谩 operando en la regi贸n de ruptura.

Diodo Zener real

El gr谩fico de la regi贸n de ruptura del diodo Zener real no es exactamente vertical. El gr谩fico muestra que el diodo Zener tiene cierta resistencia.

La siguiente figura muestra que el diodo Zener tiene una resistencia Rz conectada en serie con la bater铆a de voltaje Vz.

ZENER-Y-AVALANCHE-DESGLOSE-FIG-3-El voltaje a trav茅s del diodo Zener ser谩:

desglose de zener y avalancha eq1

Se trata de Zener Breakdown y Avalanche Breakdown.

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