Zjawisko Zenera

Zjawisko Zenera występuje w silnie domieszkowanych złączach p-n spolaryzowanych zaporowo. Objawia się gwałtownym wzrostem prądu (tzw. prądem Zenera) gdy napięcie polaryzujące przekroczy pewną charakterystyczną dla danego złącza wartość zwaną napięciem Zenera. Zjawisko Zenera jest również nazywane przebiciem Zenera.

W silnie domieszkowanym złączu p-n szerokość obszaru ładunku przestrzennego (warstwy zubożonej) jest niewielka. Jeśli napięcie polaryzacji wstecznej takiego złącza będzie większe od napięcia Zenera, to górna krawędź pasma walencyjnego obszaru typu P znajdzie się wyżej niż dolna krawędź pasma przewodzenia obszaru typu N. Dlatego jeśli elektron znajdujący się w paśmie walencyjnym w obszarze typu P przejdzie przez obszar ładunku przestrzennego do obszaru typu N, to bez zmiany energii stanie się tam swobodnym nośnikiem – elektronem znajdującym się w paśmie przewodzenia półprzewodnika typu N. Takie przejście nazywane jest przejściem tunelowym.

(c) Wojciech mula at pl.wikipedia, CC BY-SA 2.5

Ilustracja zjawiska Zenera według pasmowej teorii przewodnictwa; U_D – napięcie bariery potencjału, U – napięcie polaryzacji, q – ładunek elementarny

Pojawienie się tych swobodnych nośników w obszarze N powoduje zwiększenie prądu płynącego w obwodzie. Nawet niewielki wzrost napięcia polaryzującego (przekraczającego napięcie Zenera) daje bardzo duży przyrost prądu.

Zjawisko Zenera występuje dla napięć polaryzujących nie większych niż 5-6 V.

Odkryte w 1934 przez fizyka amerykańskiego C. Zenera, wykorzystane m.in. w diodzie Zenera^[1].

Przypisy

Zobacz też

• Clarence Zener
• efekt tunelowy
• napięcie przebicia
• przebicie lawinowe
• dioda Zenera
• półprzewodnik
• pasmowa teoria przewodnictwa