Perbedaan Antara Avalanche Breakdown dan Zener Breakdown
Salah satu perbedaan utama antara Avalanche breakdown dan Zener breakdown adalah bahwa Avalanche breakdown terjadi karena tabrakan elektron, sedangkan Zener breakdown terjadi karena medan listrik yang tinggi.
Pembawa muatan dioda PN-junction menyerap panas dari lingkungan pada suhu kamar normal. Ketika bias balik diterapkan di persimpangan, energi kinetik elektron meningkat dan mereka mulai bergerak dengan kecepatan tinggi.
Saat bergerak, mereka bertabrakan dengan atom lain dan menciptakan jumlah elektron bebas yang menyebabkan arus saturasi terbalik. Karena arus saturasi ini, mekanisme avalanche breakdown terjadi di dioda.
Zener Breakdown terjadi di dioda yang didoping berat. Ketika medan listrik tinggi diterapkan di dioda, elektron mulai bergerak melintasi persimpangan. Jadi kembangkan arus bias terbalik yang kecil.
Ketika lompatan elektron meningkat melebihi kapasitas pengenal dioda, maka terjadi kerusakan longsoran yang memutus sambungan. Jadi, selama arus di dioda dibatasi, dioda Zener tidak akan merusak sambungan. Tapi avalanche breakdown menghancurkan persimpangan.
Tabel Perbandingan
| Pengertian | Avalanche breakdown adalah fenomena peningkatan elektron bebas atau arus listrik pada bahan semikonduktor dan isolasi dengan menerapkan tegangan yang lebih tinggi. | Proses di mana elektron bergerak melintasi penghalang dari pita valensi bahan tipe-p ke pita konduksi bahan-n yang terisi ringan dikenal sebagai Zener Breakdown. |
| Daerah Penipisan | Tebal | Tipis |
| Persimpangan | Menghancurkan | Tidak Menghancurkan |
| Medan listrik | Lemah | Kuat |
| Menghasilkan | Pasangan elektron dan lubang. | Elektron |
| Doping | Rendah | Berat |
| Potensi balik | Tinggi | Rendah |
| Koefisien Suhu | Positif | Negatif |
| Ionisasi | Karena tabrakan | Karena Medan Listrik |
| Tegangan Breakdown | Berbanding lurus dengan suhu. | Berbanding terbalik dengan suhu. |
| Setelah breakdown | Tegangan bervariasi. | Tegangan tetap konstan |
Grafik Karakteristik Breakdown
Representasi grafis dari Avalanche dan Zener breakdown ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Definisi Avalanche Breakdown
Avalanche breakdown merupakan mekanisme breakdown pada dioda PN – junction yang memiliki daerah yang lebih tipis. Dalam kerusakan ini, ketika medan listrik diterapkan di dioda, kecepatan pembawa muatan meningkat. Pembawa muatan ini bertabrakan dengan atom lain dan menciptakan pasangan lubang dan elektron.
Pembawa muatan bebas selanjutnya bertabrakan dengan atom lain dan menciptakan lebih banyak pasangan elektron dan lubang. Elektron bebas ini mulai bergerak melintasi persimpangan dan mengembangkan arus bias balik. Arus bias balik benar-benar menghancurkan sambungan. Dan setelah kerusakan persimpangan terjadi, ia tidak dapat kembali ke posisi semula.
Definisi Zener Breakdown
Mekanisme breakdown junction yang terjadi di daerah tipis yang didoping berat disebut breakdown Zener. Dalam mekanisme ini ketika medan listrik tinggi diterapkan di persimpangan, pembawa muatan mulai melompat melintasi persimpangan. Elektron ini merupakan arus berat dalam arah terbalik. Dalam Zener Breakdown, kerusakan sementara persimpangan terjadi. Persimpangan mendapatkan kembali posisi semula ketika tegangan balik dihilangkan.
Perbedaan Utama Antara Avalanche Breakdown & Zener Breakdown
1. Kerusakan yang terjadi karena tumbukan elektron di dalam PN-junction disebut avalanche breakdown, sedangkan breakdown Zener terjadi ketika medan listrik berat diterapkan di PN-junction.
2. Avalanche Breakdown terjadi di daerah tebal, sedangkan Zener Breakdown terjadi di daerah tipis.
3. Setelah avalanche breakdown, junction dioda tidak akan kembali ke posisi semula, sedangkan setelah zener breakdown, junction kembali ke posisi semula.
4. Keberadaan medan listrik lebih banyak pada Zener Breakdown dibandingkan dengan Avalanche Breakdown. Karena mekanisme kerusakan Zener terjadi di wilayah yang didoping berat.
5. Avalanche Breakdown menghasilkan pasangan elektron dan lubang karena efek termal, sedangkan dioda Zener menghasilkan elektron.
6. Avalanche Breakdown terjadi pada material dengan doping rendah, sedangkan breakdown Zener terjadi pada material dengan doping tinggi.
7. Tegangan Avalanche Breakdown disebabkan karena potensial balik yang tinggi karena didoping ringan sedangkan Zener Breakdown disebabkan oleh potensial balik yang rendah.
8. Koefisien suhu dari Avalanche Breakdown adalah positif, sedangkan koefisien suhu dari kerusakan zener adalah negatif.
- Catatan: Koefisien suhu positif berarti suhu bahan meningkat dengan tegangan balik dan koefisien suhu negatif berarti suhu menurun dengan perbedaan potensial.
9. Pada avalanche breakdown, mekanisme ionisasi terjadi karena tumbukan elektron, sedangkan pada zener breakdown ionisasi terjadi karena medan listrik.
10. Tegangan Avalanche Breakdown berbanding lurus dengan suhu, sedangkan tegangan Zener Breakdown berbanding terbalik dengan suhu.
