¿En qué se diferencian los diodos zener, los diodos de silicio y las uniones base-emisor en el modo de ruptura inversa?

Aquí hay hojas de datos para todo lo anterior, y la información relacionada con el desglose inverso que recopilo de ellas:

Nexperia BZV55-B10 10V diodo zener

  • La avería puede dañar el dispositivo para potencias superiores a 400 mW, es decir, corrientes superiores a 40 mA (40 grados C)
  • La corriente inversa de 5mA ocurrirá entre VR=9.8V y VR=10.2V (25 grados C)

Diodo de silicio Nexperia 1N4148

  • Puede producirse una avería si VR > 100 V.
  • La avería puede dañar el dispositivo.
  • La corriente inversa a VR=75 V es típicamente 20 nA (25 °C)

Nexperia BC817 NPN con unión base-emisor

  • Puede producirse una avería si VEBO > 5V
  • La avería puede dañar el dispositivo.
  • La corriente inversa en VEB = 5 V es inferior a 0,1 uA (25 grados C)

Aquí está mi conjetura educada:

  • Todas las partes tienen un cierto voltaje inverso por encima del cual la corriente inversa aumentará cuasi-exponencialmente
  • Todas las piezas pueden funcionar de forma segura en modo inverso, durante largos períodos de tiempo, sin daños irreversibles ni reversibles, si la corriente inversa se mantiene por debajo de cierto valor (20 nA para el 1N4148, 0,1 uA para el transistor, 40 mA para el diodo Zener).
  • Solo los diodos Zener están diseñados y probados para su uso en modo de ruptura inversa. Esta es la razón por la que el diodo Zener tiene una corriente inversa permitida muy alta y un voltaje especificado con precisión en el que se producirá la ruptura, mientras que todos los demás solo dan garantías que involucran voltajes máximos y corrientes muy bajas.

¿Cuáles de estas conjeturas están equivocadas y cómo? ¿Qué otras diferencias y similitudes hay en el comportamiento de ruptura inversa de estas partes?

Ninguno. (← demasiado corto para publicar como respuesta)
¿Ninguno, como en "Adiviné todo bien"? Qué anticlimático.
Bueno, algunos diodos zener (los de mayor voltaje) se basan en la ruptura de avalancha en lugar de la ruptura de Zener. Supongo que se necesita un cuidado especial para evitar la ruptura de Zener al diseñar un diodo de ruptura de avalancha.
No realmente, no más allá de lo requerido para establecer el voltaje del diodo. La prevalencia de la ruptura de Zener vs avalancha depende del voltaje al que ocurre la ruptura, si no recuerdo mal. El desglose de Zener domina por debajo de aproximadamente 5 V, y el desglose de avalancha por encima de eso. Esta es la razón por la que los Zener de 5,6 V son tan comunes; este es aproximadamente el punto en el que los coeficientes de temperatura de los dos modos de ruptura (en proporción a su prevalencia en la ruptura) se anulan, dando una tensión de ruptura muy estable.

Respuestas (1)

Tiene razón en lo que respecta a las calificaciones de la hoja de datos.

El desglose inverso en los 3 casos es una avalancha: los zeners de menos de 7V usan diferentes mecanismos, pero su ejemplo es 10V.

Romper el 1N4148 no lo dañará siempre que la corriente y la disipación sean limitadas. Así es como prueba el voltaje de ruptura real con un trazador de curvas.

Es un poco más complicado con la unión BE: normalmente funcionará como un Zener de 9 V, pero la beta del transistor puede degradarse con el tiempo, por lo que es mejor evitar averías si la beta es importante.

Romper el 1N4148 no lo dañará siempre que la corriente y la disipación estén limitadas a... ¿qué valor? La potencia nominal, 400mW, es decir, 4mA? ¿O algo menos?
@mic_e Lo más seguro sería limitarlo a las condiciones de prueba de la hoja de datos: para Vishay 100uA 1% ciclo de trabajo, ton = 300usec. Eso es un ciclo de trabajo del 1% con una disipación máxima de decenas de mW. Incluso entonces, es posible que no esté bien para la operación continua; este es un uso no indicado en la etiqueta y no hay garantías del fabricante. Sin embargo, tenga en cuenta que una prueba similar de ruptura de Vgs en un MOSFET sin protección sería destructiva. En pocas palabras: si necesita un Zener de 150 V, debe comprar uno.
¿En qué se diferencian los diodos zener, los diodos de silicio y las uniones base-emisor en el modo de ruptura inversa?
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