Dlaczego Zener lawinowy hałas ma kształt zęba?

Mam następujący schemat źródła hałasu na bazie Zenera:

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

Po zbudowaniu oscyloskop ujawnia sygnał szumu zęba w węźle „Hałas”, taki jak:

Podstawa czasu wynosi 1us / div. Czy ktoś może wyjaśnić, dlaczego sygnał ma kształt piły? Początkowo spodziewałem się fali o kształcie trójkąta, a nawet sinusoidy. Myślę, że ma to związek z impedancją Zenera w połączeniu ze znacznie wyższym rezystorem 100 kOhm. Elektrony kaskadowo swobodnie przechodzą przez złącze, ale rezystor ogranicza przepływ prądu, gdy lawina się zatrzymuje. Mówimy 60uA. Rezultatem jest wolniejsze narastanie ładunku niż podczas przepływu prądu podczas lawiny.

Ta forma fali nie jest specyficzna dla mojej konfiguracji. Istnieją inne przykłady gdzie indziej na Interweb, kiedy ludzie naprawdę powiększyli sygnał, jednym z nich jest https://youtu.be/CAas_kbTW3Q?t=714 . Również istnieje wykres dobre tutaj pokazujący narastającą być lekko zakrzywione. Prawdopodobnie jest to nieznane, ponieważ zwykle pokazuje się go o znacznie wolniejszej podstawie czasu. Czy mam rację co do wyjaśnienia rezystancji / impedancji?

Zastanów się, czy faktycznie masz to:

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

gdzie C jest pojemnością złącza, a także dowolną pojemnością zewnętrzną (przewody, płyta ścienna itp.). Część prądu z R1 przecieka przez D1, ale reszta ładuje się C. Gdy napięcie osiągnie pewien poziom, następuje awaria lawinowa i prąd płynie z C, aż lawina się zatrzyma. Następnie prąd zacznie ponownie ładować C.

Aby obliczyć C, najpierw musisz znać wyciek. Zmniejszaj V1, aż szum zniknie. Następnie zmierz prąd. Następnie zwiększ V1 z powrotem do 30 V. Zmierz zbocze narastające hałasu dV / dt. Zmierz średnią wartość V. Prąd przechodzący przez R1 jest w przybliżeniu stały przy (30 V - V) / 100 kΩ. Odejmij od tego prąd upływowy, a następnie użyj I = C dV / dt, aby obliczyć pojemność.

Losowe wyładowania w pobliżu zerwania pochodzą z przypadkowych krystalicznych ładunków dielektrycznych rozpadających się pod wysokim polem E, wytwarzając prąd pulsacyjny, który obniża napięcie wraz z czasem opadania RC. Jeśli potrafisz zmierzyć, jak mały był czas opadania, możesz oszacować rozmiar C w naładowanej cząsteczce.

Jeśli zgaduję, że każda cząstka widzi co najmniej 50 kV / mm lub 50 V / um lub 50 mV / nm, więc wielkość ładunku może wynosić około 10 do 20 nm, aby uzyskać 500 do 1000 mV. Można to przeskalować zgodnie z wielkością cząstek epiksaksji w sieci krystalicznej Si.

Podobnie jak oscylator jednozłączowy z wyjątkiem losowych progów w ograniczonym zakresie, C ładuje się, a napięcie Zenera gwałtownie spada 1 ~ 5% tuż poniżej progu przebicia przy bardzo niskich prądach.

Patrząc na przebieg, oczekuję, że stosunek czasu narastania / opadania będzie wynosił ~ 100 lub mniej w tym piłokształtnym.