פריצת מפולת (Avalanche Breakdown) היא תופעה בצומת של מוליך למחצה, בעיקר בצומת p-n, שמתרחשת כאשר יש עליו מתח הפוך גבוה מאוד. המאפיין העיקרי הוא עלייה פתאומית וחדה בזרם, בלי שינוי משמעותי במתח ההפוך.
כאשר מחברים מתח הפוך לצומת p-n, נוצר שדה חשמלי שמונע מעבר רגיל של מטענים. אם המתח ההפוך גבוה דיו, השדה מואץ אלקטרונים (או חורים) לרמות אנרגיה גבוהות. האלקטרונים המואצים עלולים להתנגש באטומי הסריג הגבישי ולשחרר אלקטרונים נוספים בתהליך שנקרא יינון במכה (impact ionization, שחרור אלקטרונים בעקבות התנגשות). האלקטרונים החדשים גם הם מואצים, ונוצרת תגובת שרשרת שמביאה לזרם הולך וגדל בצורה אקספוננציאלית. זו הפריצה שמכונה מפולת.
פריצת מפולת מבוססת על יינון במכה. פריצת זנר מתרחשת בדרך כלל במתחים נמוכים יותר (בדרך כלל מתחת ל־5.6 וולט) ונובעת ממנהול קוונטי של אלקטרונים דרך מחסום הפוטנציאל (מנהור). עם זאת, דיודות שמכונות "זנר" ולעובדות במתחים גבוהים עלולות למעשה לפעול באמצעות מנגנון המפולת.
התוצאה של המפולת היא זרם שיוצא משליטה ומשתנה במהירות. לעתים משתמשים בעובדה הזו בדיודות שנקראות זנר, במיוחד כשרוצים נקודת קריסה חשמלית מוגדרת.
פריצת מפולת היא מצב בצומת חשמלי קטן שנקרא p-n. זה קורה כשמכניסים מתח הפוך (מתח ההפוך אומר שהחשמל מנסה לא לעבור).
כשהמתח ההפוך חזק מאוד, השדה החשמלי מאיץ אלקטרונים. אלקטרונים אלה מתנגשים באטומים ומשחררים עוד אלקטרונים. זה נקרא יינון במכה (שחרור אלקטרונים בעקבות התנגשות). כל אלקטרון חדש מואץ גם הוא. כך נוצרת שרשרת, כמו כדור שלג שגדל, והזרם גדל מהר מאוד.
פריצת זנר היא דרך אחרת לניתוק חשמלי. אצל זנר, אלקטרונים עוברים דרך מחסום בצורה קוונטית שנקראת מנהור (מעבר דרך מחסום קטן). זנר קורה בדרך כלל במתח נמוך יותר, מתחת לכ־5.6 וולט. לפעמים דיודות שמכונות "זנר" במתח גבוה עובדות בפועל כמו מפולת.
המפולת מביאה לעלייה חדה בזרם. לכן יש חשיבות להבנה של התופעה כשמדברים על דיודות ואופן העבודה שלהן.
תגובות גולשים