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Zener-Effekt

 

[nach dem amerikanischen Physiker Clarence Melvin Zener, * 1905, ✝ 1993], bei hoch dotierten, genügend hoch in Rückwärtsrichtung (Sperrrichtung) vorgespannten p-n-Übergängen (bei Siliciumdioden etwa zwischen 2 und 6,5 V) das Übertreten von Elektronen aus dem Valenzband des p-dotierten Bereichs in das Leitungsband des n-dotierten Bereichs durch Tunneleffekt. Durch den Zener-Effekt kommt es zu einem hohen Strom in Rückwärtsrichtung (Zener-Strom). Der Spannungswert, bei dem der »Zener-Durchbruch« eintritt, wird als Zener-Spannung bezeichnet. Der Zener-Effekt beruht darauf, dass durch die Vorspannung beziehungsweise durch die auf ihr beruhende große Feldstärke im p-n-Übergang die Energiebänder im p-dotierten und im n-dotierten Bereich so gegeneinander verschoben werden, dass unbesetzte Zustände im Leitungsband die gleiche Energie haben wie besetzte Zustände im Valenzband. Dadurch können Elektronen mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit ohne Energieaufnahme aus diesem in jenes übertreten. Dieser Leitungsmechanismus wird auch als innere Feldemission bezeichnet. Er findet praktische Anwendung in Z-Dioden.