Çığ dökümü - Avalanche breakdown

Çığ ve Zener arızasını gösteren bir Zener diyotu için IV eğrisi

Çığ kırılması (veya "çığ etkisi") hem yalıtkan hem de yarı iletken malzemelerde meydana gelebilecek bir olgudur. Aksi takdirde iyi yalıtkan olan malzemeler içinde çok büyük akımlara izin verebilen bir elektrik akımı çarpma şeklidir. Bir tür elektron çığıdır . Çığ süreci, geçiş bölgesindeki taşıyıcılar, elektrik alanı tarafından, bağlı elektronlarla çarpışmalar yoluyla hareketli veya serbest elektron deliği çiftleri oluşturmak için yeterli enerjilere hızlandırıldığında meydana gelir.

Açıklama

Malzemeler, mobil şarj taşıyıcıları içeriyorsa elektriği iletir. Bir yarı iletkende iki tür yük taşıyıcı vardır: serbest elektronlar (hareketli elektronlar) ve elektron delikleri (normal olarak işgal edilen elektron durumlarından eksik elektronlar olan hareketli delikler). Ters taraflı bir diyotta normal olarak bağlı bir elektron (örneğin bir bağda), termal dalgalanma veya uyarılma nedeniyle koparak hareketli bir elektron-delik çifti oluşturabilir. Yarı iletkende bir voltaj gradyanı (elektrik alanı) varsa, elektron pozitif voltaja doğru hareket ederken delik negatif voltaja doğru hareket edecektir. Genellikle elektron ve delik kristalin zıt uçlarına doğru hareket edecek ve uygun elektrotlara girecektir. Elektrik alanı yeterince güçlü olduğunda, hareketli elektron veya delik, diğer bağlı elektronları serbest bırakmak için yeterince yüksek hızlara hızlandırılabilir, daha fazla serbest yük taşıyıcıları yaratır, akımı arttırır ve daha fazla "devre dışı bırakma" süreçlerine yol açar ve bir çığ yaratır. Bu şekilde, normal olarak yalıtkan bir kristalin büyük bölümleri iletmeye başlayabilir.

Arıza sırasında büyük voltaj düşüşü ve muhtemelen büyük akım, mutlaka ısı oluşumuna yol açar. Bu nedenle, harici devre büyük bir akıma izin veriyorsa, ters engelleme güç uygulamasına yerleştirilen bir diyot genellikle arıza nedeniyle yok edilir. Prensipte çığ kırılması sadece elektronların geçişini içerir ve kristale zarar vermesi gerekmez. Çığ diyotları (genellikle yüksek voltajlı Zener diyotları olarak karşılaşılır ), tek tip bir voltajda bozulmak ve arıza sırasında akım kalabalığından kaçınmak için inşa edilmiştir . Bu diyotlar, arıza sırasında süresiz olarak ılımlı bir akım seviyesini sürdürebilir.

Arızanın meydana geldiği voltaja arıza voltajı denir . Bir yoktur histerezis etkisi; çığ kırılması meydana geldiğinde, üzerindeki voltaj kırılma voltajının altına düşse bile malzeme iletmeye devam edecektir. Bu, ters voltaj arıza voltajının altına düştüğünde iletimi durduracak bir Zener diyotundan farklıdır .

Ayrıca bakınız

Referanslar

  • Mikroelektronik Devre Tasarımı — Richard C Jaeger — ISBN  0-07-114386-6
  • Elektronik Sanatı — Horowitz & Hill — ISBN  0-521-37095-7
  • Colorado Üniversitesi, MOSFET tasarımını ilerletme kılavuzu
  • McKay, K. (1954). "Silikonda Çığ Arızası". Fiziksel İnceleme . 94 (4): 877-884. Bibcode : 1954PhRv...94..877M . doi : 10.1103/PhysRev.94.877 .
  • Güç MOSFET çığ özellikleri ve derecelendirmeleri - ST Uygulama Notu AN2344
  • Power MOSFET Çığ Tasarım Yönergeleri - Vishay Uygulama Notu AN-1005