Efecto avalancha

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA FISICA Y SUS APLICACIONES

Efecto de avalancha.

Fenómeno que ocurre con tensiones inversas elevadas en una unión pn, los electrones libres se aceleran a velocidades tan altas que son capaces de desalojar a los electrones de valencia. Cuando se produce esta situación, los electrones de valencia se conviertenen electrones libres que desalojan a otros electrones de valencia.
Los diodos admiten unos valores máximos en las tensiones que se les aplican, existe un límite para la tensión máxima en inversa con que se puede polarizar un diodo sin correr el riesgo de destruirlo.
Veamos un ejemplo:

A la tensión en la que la IR aumenta de repente, se le llama "Tensión de Ruptura" (VRuptura). A partir de este valorIR es muy grande y el diodo se estropea. En el diodo ha ocurrido el "Efecto Avalancha" o "Ruptura por Avalancha".
Efecto Avalancha = Ruptura por Avalancha  = Multiplicación por Avalancha
Aumenta la tensión inversa y con ella la z.c.e.: Zona de Carga Espacial o zona de deplexión

Ocurre lo siguiente dentro del diodo:

Justo en el límite antes de llegar a Ruptura, la pila va acelerando a loselectrones. Y estos electrones pueden chocar con la red cristalina, con los enlaces covalentes. Choca el electrón y rebota, pero a VRuptura la velocidad es muy grande y por ello la Ec es tan grande que al chocar cede energía al electrón ligado y lo convierte en libre. El electrón incidente sale con menos velocidad que antes del choque. O sea, de un electrón libre obtenemos dos electrones libres.Estos 2 electrones se aceleran otra vez, pueden chocar contra otro electrón de un enlace covalente, ceden su energía... y se repite el proceso y se crea una Multiplicación por Avalancha.
Y ahora IR ha aumentado muchísimo, tenemos una corriente negativa y muy grande (-100 mA). Con esta intensidad el diodo se estropea porque no está preparado para trabajar a esa IR.
EL DIODO ZENER

Un diodozéner es básicamente un diodo de unión, pero construido especialmente para trabajar en la zona de ruptura de la tensión de polarización inversa; por eso algunas veces se le conoce con el nombre de diodo de avalancha.

Su principal aplicación es como regulador de tensión; es decir, como circuito que mantiene la tensión de salida casi constante, independientemente de las variaciones que sepresenten en la línea de entrada o del consumo de corriente de las cargas conectadas en la salida del circuito.

El diodo zéner tiene la propiedad de mantener constante la tensión aplicada, aun cuando la corriente sufra cambios. Para que el diodo zener pueda realizar esta función, debe polarizarse de manera inversa.

Cuando el diodo esta polarizado inversamente, una pequeña corriente circula porél, llamada corriente de saturación Is, esta corriente permanece relativamente constante mientras aumentamos la tensión inversa hasta que el valor de ésta alcanza Vz, llamada tensión Zener (que no es la tensión de ruptura zener), para la cual el diodo entra en la región de colapso. La corriente empieza a incrementarse rápidamente por el efecto avalancha.
En esta región pequeños cambios de tensiónproducen grandes cambios de corriente. El diodo zener mantiene la tensión prácticamente constante entre sus extremos para un amplio rango de corriente inversa.
Obviamente, hay un drástico cambio de la resistencia efectiva de la unión PN.

En la figura anterior se muestra al diodo zener polarizado en directa e inversa.

Si ahora vamos disminuyendo la tensión inversa se volverá a restaurar lacorriente de saturación Is, cuando la tensión inversa sea menor que la tensión zener. El diodo podrá cambiar de una zona a la otra en ambos sentidos sin que para ello el diodo resulte dañado, esto es lo que lo diferencia de un diodo de unión y es lo que le da al diodo zener su característica especial.
El progresivo aumento de la polarización inversa hace crecer el nivel de corriente y no...
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