_ بخش دیود (آوالانش Avalanche)
فرآیند تولید نوسانات مایکروویو و ضربه یونیزاسیون (دیودِ آوالانش Avalanche)
پژوهشگر و نویسنده : دکتر ( افشین رشید)
اگر یک ولتاژ متناوب به ولتاژ معکوس دیود آوالانش Avalanche اضافه شود، میدان الکتریکی در ناحیه بهمنی به اندازه کافی بزرگ است که باعث یونیزاسیون ضربه‌ای شده و تعداد زیادی جفت الکترون-حفره را در نیم سیکل مثبت ولتاژ متناوب تولید کند. الکترون ها به سرعت توسط میدان الکتریکی به ناحیه N+ جاروب می شوند، در حالی که حفره ها با سرعت مشخصی وارد ناحیه رانش می شوند. با افزایش ولتاژ متناوب، جریان بهمنی که وارد ناحیه رانش دیود آوالانش Avalanche می شود به سرعت افزایش می یابد. هنگامی که ولتاژ متناوب به تدریج از حداکثر مقدار کاهش می یابد، جریان بهمنی در دیود آوالانش Avalanche همچنان افزایش می یابد و هنگامی که ولتاژ متناوب به صفر کاهش می یابد، به حداکثر مقدار خود می رسد. دلیل این امر آن است که الکترون ها و حفره های تولید شده توسط پدیده بهمنی نه تنها به شدت میدان الکتریکی مربوط می‌شوند، ه بلکه به تعداد حامل هایی که با یکدیگر برخورد کرده‌اند .نیز بستگی دارند.
بنابراین، در ساختار دیود آوالانش Avalanche حتی اگر ولتاژ متناوب از حداکثر مقدار خود کاهش یافته باشد، تعداد زیادی الکترون و حفره قبلاً تولید شده اند که می توانند به طور مداوم از طریق برخورد، الکترون ها و حفره های جدید تولید کنند. در نتیجه، تعداد الکترون ها و حفره ها به طور مداوم افزایش می‌یابد، زمانی که میدان الکتریکی بزرگتر از میدان الکتریکی بهمن باشد. و تنها زمانی که میدان الکتریکی به زیر میدان الکتریکی بهمن کاهش یابد، یعنی پس از ورود ولتاژ متناوب به نیم سیکل منفی، جریان بهمن شروع به کاهش می کند.به این ترتیب، جریان تولید شده توسط فرآیند بهمن در دیود آوالانش Avalanche ، یک چهارم سیکل از ولتاژ متناوب در زمان عقب می ماند، یا ۹۰ درجه در فاز عقب می ماند. پس از ورود حامل ها به ناحیه رانش، فرآیند گذار در دیود آوالانش Avalanche آغاز می شود. در طول زمان گذار، جریانی در مدار خارجی ظاهر می شود. با افزایش جریان بهمن، جریان القایی مدار خارجی همچنان افزایش می یابد.
_4hui.gif)
_l2sw.gif)
از آنجایی که حفره های ایجاد شده توسط بهمن در دیود آوالانش Avalanche با سرعت مشخصی از ناحیه رانش عبور می کنند، وقتی جریان بهمن به حداکثر مقدار خود می رسد، جریان القایی به حداکثر مقدار خود نمی رسد. و پس از اینکه جریان بهمن از حداکثر مقدار کاهش می یابد، حامل های رانش مداوم به افزایش جریان القایی ادامه می دهند. وقتی جریان بهمن به مقدار مشخصی کاهش می یابد، جریان القایی به حداکثر مقدار خود می رسد و سپس شروع به کاهش می کند. بنابراین در ساختار دیود آوالانش Avalanche ، جریان القایی از نظر زمانی از جریان بهمن عقب می ماند.
- پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک