Эффект Зенера

В электронике, эффект Зенера ( наиболее часто используемый в соответственно названном стабилитроне ) представляет собой тип электрического пробоя, обнаруженный Кларенсом Мелвином Зинером. Это происходит в обратносмещенном pn-диоде, когда электрическое поле позволяет туннелировать электроны из валентной зоны в зону проводимости полупроводника., что приводит к появлению множества свободных неосновных носителей, которые внезапно увеличивают обратный ток.

Под высоким напряжением обратного смещения область обеднения pn-перехода расширяется, что приводит к возникновению сильного электрического поля через переход. Достаточно сильные электрические поля позволяют туннелировать электроны через обедненную область полупроводника, что приводит к появлению множества свободных носителей заряда. Эта внезапная генерация носителей быстро увеличивает обратный ток и приводит к большой наклонной проводимости стабилитрона.

Эффект Зенера отличается от лавинного пробоя.. Лавинный пробой включает неосновные носители электронов в переходной области, которые ускоряются электрическим полем до энергий, достаточных для освобождения электронно-дырочных пар посредством столкновений со связанными электронами. Зинер и лавинный эффект могут возникать одновременно или независимо друг от друга. Как правило, пробои диодного перехода при напряжении ниже 5 вольт вызваны эффектом стабилитрона, тогда как пробои при напряжении более 5 вольт вызываются лавинным эффектом. Пробои, происходящие при напряжениях, близких к 5 В, обычно вызываются комбинацией этих двух эффектов. Обнаружено, что напряжение пробоя стабилитрона возникает при напряженности электрического поля около 3 × 10 В / м. Пробой стабилитрона происходит в сильно легированных переходах (полупроводник p-типа умеренно легированный и сильно легированный n-типом), что создает узкую обедненную область. Лавинный пробой происходит в слаболегированных переходах, которые создают более широкую обедненную область. Повышение температуры в переходе увеличивает вклад эффекта Зинера в пробой и уменьшает вклад лавинного эффекта.