Newsgroup: it.discussioni.ingegneria
Titolo: Come avviene il breakdown?

Non riesco a trovare una descrizione dettagliata.
Aono necessarie 2 condizioni:campo elettrico maggiore del minimo di
breakdown e presenza di elettroni liberi.
Gli lettroni liberi acquistano maggior energia x effetto del campo
elettrico...poi che succede?Urano altri elettoni/molecole e ...?Li
accelerano?Li staccano dalla molecola? Se non ci fossero elettroni
liberi tra elettrodo e terra,neinte scarica? Il vuoto assoluto non si
può fare ma se si potesse fare allora niente scarica? Mi potete
aiutare,mi serve x la tesi,come introduzione.Grazie

 breakdown e presenza di elettroni liberi.
Scusa ma intendi il fenomeno del breakdown nei diodi?????
Se si, si puň dare una descrizione a parole, tipo Un posto al sole, un po'
romanzata ma per capirlo veramente bene occorre la meccanica quantistica...
Comunque anche la descrizione intuitiva puň bastare.
Esistono due tipi di breakdown, quello Zener e quello a valanga.
Il breakdown Zener nasce dalla rottura dei legami covalenti che avviene
nella zona di svuotamente di una giunzione p-n a causa dell'elevato campo
elettrico. Questa rottura porta alla formazione di coppie elettrone-lacuna
che vengono trascinate via dal campo elettrico stesso dando luogo ad un
notevole incremento della corrente che viene ad essere determinata
praticamente dal circuito esterno essendo la caratteristica I-V quasi
verticale.
Il breakdown a valanga deriva invece dall'urto delle cariche libere che
attraversano la zona di svuotamento con i legami covalenti. Questi,
rompendosi, portano alla formazione (a catena) di nuove cariche libere in
progressione geometrica...
Comunque se ti riferisci a questo breakdown troverai informazioni molto ma
molto piů precise in qualsiasi libro di elettronica
Ciao
Andrea


Sono stato impreciso:il breakdown dovuto ad alto campo elettrico
(fulmini,isolanti,motori ad alta tensione)non diodi.
Grazie comunque

 Ciao Andrea
Ciao, lo zio di Brescia.

 di conduzione della zona n: servirebbe un campo maggiore.
Non capisco cosa intendi con "uguali livelli di drogaggio". Non
mi pare una ipotesi necessaria. Il meccanismo di tunnel lo puoi avere
anche con differenti livelli di drogaggio n e p _e non necessariamente
degeneri_. Quello che conta e' il campo elettrico alla giunzione
(dipendente dai livelli di drogaggio). Anzi, credo che il meccanismo
funzioni meglio ancora se una giunzione e' molto piu' drogata dell'altra.
La formula che riporta lo Sze per la densita' di corrente di tunnel e'
(semplificata)
Jt = c1 * E * V * exp (-c2 / E)
dove E e' il campo elettrico alla giunzione e V il potenziale applicato.
c1 e c2 sono delle costanti (dove ci sono tutte quelle cose che
piacciono ai fisici come la massa effettiva, la costante di Planck
e cosi' via...). Per ricavarla si applica il metodo WKB a determinati
profili di potenziale (e non e' un calcolo affatto banale).
Come vedi per avere una buona corrente di tunnel devi avere
un buon campo all'interfaccia (1e6 V/cm per avere effetti
sensibili, questo e' il valore riportato dallo Sze, comunque credo
che si possa giocare su altri parametri, visto che i diodi Zener,
che comunque sfruttano anche il meccanismo di valanga, possono
essere tarati a piacimento).
Ad esempio, per un valore di 1e18 in una giunzione brusca
n+ p (monolatera) dai grafici che ho sotto gli occhi ho
gia' un valore di campo (la breakdown) di 1e6. E tieni
conto che 1e18 e' un valore normalissimo nella tecnologia
odierna dei semiconduttori.
Il limite tra avalanche e tunnel e' dato dal valore della
tensione applicata: per tensioni minori di 4Eg/q si e'
in regime di tunnel, per tensioni superiori a 6Eg/q si
e' in avalanche (Eg=band gap, che fa quindi per il silicio
circa 4.4V e 6.6V). Inoltre per distinguere i due effetti
si puo' usare il coefficiente di temperatura che e' negativo
per il tunnel e positivo per l'avalanche.
Vedi comunque lo Sze o equivalenti per i dettagli e scusa
se c'e' qualche errore perche' non ho molto tempo.
Questa e' la teoria base ma nella relta' il fenomeno e' molto piu' complesso
e coinvolge l'ausilio di stati proibiti nel gap, meccanismi di Fowler-
Nordheim o di Frekel-Poole (in diodi MIS ad esempio). Ma direi che
non e' il caso di "semplici" diodi p-n, dove la maggior parte del
fenomeno e' quello di avalanche.
&