ทำไมเสียงของหิมะถล่มซีเนอร์จึงเห็นรูปร่างเป็นฟัน

ฉันมีแผนผังของแหล่งกำเนิดเสียงที่ใช้ Zener ดังต่อไปนี้: -

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

เมื่อสร้างขึ้นออสซิลโลสโคปจะแสดงสัญญาณเสียงฟันเลื่อยที่โหนด "เสียง" เช่น:

ฐานเวลาคือ 1us / div ทุกคนสามารถอธิบายได้หรือไม่ว่าทำไมสัญญาณถึงเห็นรูปฟัน? ตอนแรกฉันคาดว่าจะเป็นรูปสามเหลี่ยมหรือรูปคลื่นไซน์ ฉันคิดว่ามันเป็นเรื่องเกี่ยวกับความต้านทานของซีเนอร์ร่วมกับตัวต้านทาน 100 kOhm ที่สูงกว่ามาก อิเล็กตรอนจะไหลผ่านจุดแยกอย่างอิสระ แต่ตัวต้านทานจะ จำกัด การไหลของกระแสเมื่อหิมะถล่มหยุดลง เรากำลังพูดถึง 60uA ผลที่ได้คือการเก็บประจุที่ช้ากว่าเมื่อกระแสไหลในช่วงหิมะถล่ม

แบบฟอร์มคลื่นนี้ไม่ได้เฉพาะเจาะจงสำหรับการตั้งค่าของฉัน มีตัวอย่างอื่น ๆ ที่มีที่อื่น ๆ บน interweb เมื่อคนได้ซูมจริงๆในสัญญาณหนึ่งเป็นhttps://youtu.be/CAas_kbTW3Q?t=714 นอกจากนี้ยังมีแผนภูมิที่ดีที่นี่แสดงให้เห็นถึงขอบขาขึ้นที่จะโค้งเล็กน้อย มันอาจจะไม่คุ้นเคยในขณะที่มันมักจะแสดงให้เห็นว่ามีฐานเวลาช้ากว่ามาก ฉันพูดถูกเกี่ยวกับคำอธิบายความต้านทาน / ความต้านทานหรือไม่?

พิจารณาว่าคุณมีสิ่งนี้อย่างมีประสิทธิภาพ:

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

โดยที่ C คือความจุทางแยกรวมถึงความจุภายนอกใด ๆ (โอกาสในการขาย, เขียงหั่นขนม ฯลฯ ) กระแสบางส่วนจาก R1 รั่วไหลผ่าน D1 แต่ส่วนที่เหลือจะชาร์จ C เมื่อแรงดันไฟฟ้าถึงระดับหนึ่งการถล่มของหิมะถล่มจะเกิดขึ้นและกระแสจะไหลจาก C จนกระทั่งหิมะถล่มหยุดลง จากนั้นกระแสก็เริ่มชาร์จ C อีกครั้ง

ในการคำนวณ C ก่อนอื่นคุณต้องรู้ว่าการรั่วไหล ลดลง V1 จนกว่าเสียงจะหายไป จากนั้นทำการวัดกระแส จากนั้นเพิ่ม V1 กลับเป็น 30V วัดลาดชันที่เพิ่มขึ้นของเสียง dV / dt วัดค่าเฉลี่ยของ V กระแสไฟฟ้าผ่าน R1 ประมาณค่าคงที่ที่ (30V - V) / 100kohm ลบการรั่วไหลของกระแสจากนี้ใช้ I = C dV / dt เพื่อคำนวณความจุ

การปล่อยประจุแบบสุ่มที่อยู่ใกล้กับการสลายเกิดขึ้นจากประจุอิเล็กทริกแบบสุ่มที่สลายตัวภายใต้สนาม E สูงทำให้เกิดกระแสพัลส์ที่จะลดแรงดันเมื่อใช้เวลาตก RC หากคุณสามารถวัดว่าขนาดเล็กเวลาฤดูใบไม้ร่วงเป็นคุณสามารถประเมินขนาดของ C ในการที่อนุภาค

ถ้าฉันเดาว่าแต่ละอนุภาคเห็นอย่างน้อย 50kV / mm หรือ 50V / um หรือ 50mV / nm ดังนั้นขนาดประจุอาจประมาณ 10 ถึง 20 nm เพื่อรับ 500 ถึง 1,000 mV สิ่งนี้สามารถปรับขนาดตามขนาดของอนุภาค epixtaxial ในโครงผลึก Si

เช่น Unijunction oscillator ยกเว้นด้วยการสุ่มเกณฑ์ในช่วง จำกัด C ประจุและแรงดันไฟฟ้าซีเนอร์ทรุดตัวลงอย่างรวดเร็ว 1 ~ 5% ต่ำกว่าเกณฑ์การสลายที่กระแสต่ำมาก

จากการดูรูปคลื่นฉันคาดว่าอัตราส่วนเวลาขึ้น / ลงจะอยู่ที่ประมาณ 100 หรือน้อยกว่าในฟันเลื่อยนี้