_ بخش دیود (آوالانش Avalanche)
معرفی و تحلیل (ناحیه بار فضایی) در ساختار داخلی (دیودِ آوالانش Avalanche)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دیود آوالانش Avalanche قطعات نیمه هادی هستند که از اثر ضرب بهمنی و اثر زمان عبور حامل در اتصالات PN برای تولید نوسانات مایکروویو استفاده می‌کنند. اگر یک ولتاژ معکوس بزرگ به دیود آوالانش Avalanche اعمال شود، ناحیه بار فضایی از پیوند N + P تا پیوند IP + گسترش می‌یابد. میدان الکتریکی در کل ناحیه بار فضایی در N + P بزرگترین است.اگر شدت میدان الکتریکی در ناحیه کوچکی نزدیک پیوند N + P از میدان الکتریکی شکست بیشتر شود، این پدیده شکست بهمنی نامیده می شود و ناحیه ای که در آن رخ می دهد ناحیه بهمنی است.
در یک اتصال PN با غلظت آلایش کم ماده، میدان الکتریکی در ناحیه بار فضایی با افزایش ولتاژ معکوس اتصال PN افزایش می یابد. به این ترتیب، انرژی حاصل از الکترون ها و حفره هایی که از ناحیه بار فضایی عبور می کنند ، تحت تأثیر میدان الکتریکی افزایش می یابد. الکترون ها و حفره هایی که در کریستال حرکت می کنند، دائماً با اتم‌ها برخورد می کنند و هنگامی که انرژی الکترون ها و حفره ها به اندازه کافی بزرگ باشد، الکترون های موجود در پیوند کووالانسی می توانند برانگیخته شوند و یک جفت الکترون-حفره آزاد تشکیل دهند. الکترون ها و حفره های تازه تولید شده نیز در جهت مخالف حرکت می کنند، انرژی خود را بازیابی می کنند و از طریق برخورد، جفت های الکترون-حفره تولید می کنند. این اثر تکثیر حامل ها است.
وقتی ولتاژ معکوس به مقدار مشخصی افزایش می یابد، وضعیت ضرب مانند بهمنی است که در یک کوه پوشیده از برف با شیب تند رخ می دهد. حامل ها بسیار سریع تر افزایش می یابند و جریان معکوس به شدت افزایش می یابد و شکست بهمنی در پیوند PN رخ می دهد. از این ویژگی می توان برای ساخت دیود آوالانش Avalanche با ولتاژ معکوس بالا استفاده کرد.
- پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک