PN-Übergang und Diode
Welcher Mechanismus liegt dem Durchbruch bei niedriger Sperrspannung in einem PN-Übergang mit sehr hoher Dotierung hauptsächlich zugrunde?
- ALawinendurchbruch
- BZener-Durchbruch durch den quantenmechanischen Tunneleffekt
- CSchmelzen des Übergangs durch Wärme
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Antwort: B. Zener-Durchbruch durch den quantenmechanischen Tunneleffekt
Bei beidseitig hoch dotierten Übergängen ist die Raumladungszone mit höchstens etwa 10 nm sehr dünn, und im starken Feld tunneln Elektronen des Valenzbands durch die Barriere ins Leitungsband. Das ist der Zener-Durchbruch, der bei niedrigen Durchbruchspannungen von etwa 5 V oder weniger auftritt, und die Durchbruchspannung sinkt mit steigender Temperatur (weil die Bandlücke schrumpft). Bei höheren Durchbruchspannungen dominiert der Lawinendurchbruch, dessen Temperaturkoeffizient dagegen positiv ist.