Туннельный пробой и лавинный пробой в полупроводниковых диодах отличаются механизмами возникновения и условиями, при которых они происходят:
- Туннельный пробой наблюдается в сильно легированных структурах, где ширина области объёмного заряда (ОПЗ) становится малой. 24 Электроны из валентной зоны проникают в зону проводимости по туннельному механизму, преодолевая барьер, который возникает в сильном электрическом поле. 2 После преодоления барьера электроны не изменяют своей энергии. 2 Для туннельного пробоя характерны невысокие пробивные напряжения. 2
- Лавинный пробой типичен для слаболегированных полупроводников, со значительной толщиной p-n перехода. 2 В таких структурах ширина обедненного слоя больше диффузионной длины носителей. 2 В сильном электрическом поле неосновные носители заряда на длине свободного пробега могут набрать энергию, достаточную для того, чтобы при соударении с решёткой создать электронно-дырочную пару. 2 Вновь образованные носители, разгоняясь в электрическом поле, сами принимают участие в дальнейшем образовании электронно-дырочных пар. 2 Процесс нарастания числа носителей со временем носит лавинный характер, поэтому этот тип пробоя и называют лавинным. 2
Таким образом, туннельный пробой происходит в условиях, когда носители не успевают набрать энергию, достаточную для ионизации, а лавинный пробой возникает, когда неосновные носители заряда в электрическом поле могут набрать скорость, необходимую для ионизации решётки. 4