Zener-Effekt - LinkFang.de





Zener-Effekt


Der Zener-Effekt, nach seinem Entdecker Clarence Melvin Zener (1905–1993) benannt, ist das Auftreten eines Stroms (Zener-Strom) in Sperrrichtung bei einer hoch dotierten Halbleitersperrschicht durch freie Ladungsträger.

Die Grundlage für den Zener-Effekt ist eine durch Vorspannung hervorgerufene gegenseitige Verschiebung der Energiebänder im p-dotierten und im n-dotierten Bereich. Diese Verschiebung geht so weit, dass unbesetzte Zustände im Leitungsband die gleiche Energie haben wie besetzte Zustände im Valenzband. Durch diese Annäherung ist es Elektronen mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit möglich, ohne Energieaufnahme aus dem Valenzband in das Leitungsband zu gelangen (Tunneleffekt).

Die für den „Zener-Durchbruch“ notwendige Mindestspannung wird als Zener-Spannung oder als Z-Spannung bezeichnet. Bei Siliziumdioden liegt die Zener-Spannung etwa zwischen 2 V und 5,5 V.

Technisch genutzt wird dieser Effekt bei so genannten Z-Dioden. Bei Schwellspannung unter 5,5 V überwiegt dabei der Zener-Effekt, bei Spannungen darüber überwiegt der Lawinen- oder Avalanche-Durchbruch. Dioden mit Durchbruchsspannungen über 5,5 V werden umgangssprachlich aber falsch als Zenerdioden bezeichnet. Als übergreifende Bezeichnung hat sich der Begriff „Z-Dioden“ etabliert.

Der Zener-Durchbruch tritt in hochdotierten p-n-Übergängen auf. Durch die hohe Dotierung ist die gebildete Raumladungszone sehr dünn, Voraussetzung für den Tunneleffekt. Der bei einer bestimmten Z-Diode basierend auf dem Zener-Durchbruch vorhandene negative Temperaturkoeffizient liegt im Bereich um −3 mV/K, ist weitgehend unabhängig von der Höhe der konkreten Durchbruchspannung der Z-Diode und verringert die Durchbruchspannung bei steigender Temperatur.[1]

Literatur

  • Dieter Zastrow: Elektronik. 2. Auflage. Friedrich Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig/Wiesbaden 1984, ISBN 3-528-14210-3.

Weblinks

Einzelnachweise

  1. Zener and Avalanche Breakdown/Diodes, Engineering Sciences 154. Abgerufen am 29. Dezember 2014.

Kategorien: Festkörperphysik

Quelle: Wikipedia - http://de.wikipedia.org/wiki/Zener-Effekt (Vollständige Liste der Autoren des Textes [Versionsgeschichte])    Lizenz: CC-by-sa-3.0

Änderungen: Alle Bilder mit den meisten Bildunterschriften wurden entfernt. Ebenso alle zu nicht-existierenden Artikeln/Kategorien gehenden internen Wikipedia-Links (Bsp. Portal-Links, Redlinks, Bearbeiten-Links). Entfernung von Navigationsframes, Geo & Normdaten, Mediadateien, gesprochene Versionen, z.T. ID&Class-Namen, Style von Div-Containern, Metadaten, Vorlagen, wie lesenwerte Artikel. Ansonsten sind keine Inhaltsänderungen vorgenommen worden. Weiterhin kann es durch die maschinelle Bearbeitung des Inhalts zu Fehlern gerade in der Darstellung kommen. Darum würden wir jeden Besucher unserer Seite darum bitten uns diese Fehler über den Support mittels einer Nachricht mit Link zu melden. Vielen Dank!

Stand der Informationen: August 201& - Wichtiger Hinweis: Da die Inhalte maschinell von Wikipedia übernommen wurden, ist eine manuelle Überprüfung nicht möglich. Somit garantiert LinkFang.de nicht die Richtigkeit und Aktualität der übernommenen Inhalte. Sollten die Informationen mittlerweile fehlerhaft sein, bitten wir Sie darum uns per Support oder E-Mail zu kontaktieren. Wir werden uns dann innerhalb von spätestens 10 Tagen um Ihr Anliegen kümmern. Auch ohne Anliegen erfolgt mindestens alle drei Monate ein Update der gesamten Inhalte.