¿Por qué el ruido de avalancha Zener tiene forma de diente?

Considera que efectivamente tienes esto:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

donde C es la capacitancia de la unión, más cualquier capacitancia externa (cables, tablero, etc.). Parte de la corriente de R1 se filtra a través de D1, pero el resto se carga C. Una vez que el voltaje alcanza un cierto nivel, se produce una ruptura de la avalancha y la corriente fluye desde C hasta que se detiene la avalancha. Entonces la corriente comienza a cargar C nuevamente.

Para calcular C, primero necesita conocer la fuga. Disminuye V1 hasta que desaparezca el ruido. Luego mide la corriente. Luego aumentar V1 de nuevo a 30V. Medir la pendiente ascendente del ruido dV / dt. Mida el valor promedio de V. La corriente a través de R1 es aproximadamente constante en (30V - V) / 100kohm. Reste la corriente de fuga de esto, luego use I = C dV / dt para calcular la capacitancia.

Las descargas aleatorias cercanas a la descomposición provienen de cargas dieléctricas de cristal aleatorias que se descomponen bajo un campo E alto, lo que produce una corriente de pulso que disminuye el voltaje con un tiempo de caída RC. Si pudiera medir qué tan pequeño era el tiempo de caída, podría estimar el tamaño de la C en esa partícula cargada.

Si creo que cada partícula ve al menos 50kV / mm o 50V / um o 50mV / nm, por lo que el tamaño de carga puede ser de aproximadamente 10 a 20 nm para obtener de 500 a 1000 mV. Esto se puede escalar de acuerdo con los tamaños de partículas epixtaxiales en la red cristalina de Si.

  

Al igual que un oscilador Unijunction, excepto con umbrales aleatorios en un rango limitado, el C se carga y el voltaje Zener colapsa rápidamente 1 ~ 5% justo por debajo del umbral de ruptura a corrientes muy bajas.

Al observar la forma de onda, espero que la relación de tiempo de subida / caída sea de ~ 100 o menos en este diente de sierra.