Tại sao tiếng ồn Zener tuyết lở có hình răng?

Tôi có sơ đồ sau đây về nguồn tiếng ồn dựa trên Zener: -

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Khi được chế tạo, máy hiện sóng cho thấy tín hiệu tiếng ồn của răng cưa tại nút "Nhiễu", như:

Cơ sở thời gian là 1us / div. Bất cứ ai có thể giải thích tại sao tín hiệu được nhìn thấy hình răng? Ban đầu tôi mong đợi một dạng sóng hình tam giác, hoặc thậm chí hình sin. Tôi nghĩ rằng đó là một cái gì đó để làm với trở kháng của Zener kết hợp với điện trở 100 kOhm cao hơn nhiều. Các electron xếp tầng tự do trên đường giao nhau, nhưng điện trở hạn chế dòng chảy khi trận tuyết lở dừng lại. Chúng ta đang nói 60uA. Kết quả là điện tích tích tụ chậm hơn so với khi dòng chảy trong trận tuyết lở.

Dạng sóng này không đặc biệt đối với thiết lập của tôi. Có những ví dụ khác ở Interweb khi mọi người thực sự phóng to tín hiệu, một là https://youtu.be/CAas_kbTW3Q?t=714 . Ngoài ra có một biểu đồ tốt ở đây cho thấy cạnh tăng lên sẽ hơi cong. Nó có thể không quen thuộc vì nó thường được hiển thị với cơ sở thời gian chậm hơn nhiều. Tôi có đúng về giải thích trở kháng / trở kháng không?

Hãy xem xét rằng bạn thực sự có điều này:

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Trong đó C là điện dung đường giao nhau, cộng với bất kỳ điện dung bên ngoài nào (đạo trình, bảng mạch, v.v.). Một số dòng điện từ R1 rò rỉ qua D1, nhưng phần còn lại tích điện C. Khi điện áp đạt đến một mức nhất định, sự cố tuyết lở xảy ra và dòng chảy từ C cho đến khi tuyết lở dừng lại. Sau đó, hiện tại bắt đầu sạc C một lần nữa.

Để tính C trước tiên bạn cần biết rò rỉ. Giảm V1 cho đến khi tiếng ồn biến mất. Sau đó đo dòng điện. Sau đó tăng V1 trở lại 30V. Đo độ dốc tăng của tiếng ồn dV / dt. Đo giá trị trung bình của V. Dòng điện qua R1 xấp xỉ không đổi tại (30V - V) / 100kohm. Trừ dòng điện rò rỉ từ đây, sau đó sử dụng I = C dV / dt để tính điện dung.

Sự phóng điện ngẫu nhiên gần sự cố là từ các điện tích tinh thể ngẫu nhiên bị phá vỡ dưới trường E cao tạo ra dòng xung làm giảm điện áp với thời gian rơi RC. Nếu bạn có thể đo thời gian rơi nhỏ như thế nào, bạn có thể ước tính kích thước của C trong hạt tích điện đó.

Nếu tôi đoán mỗi hạt nhìn thấy ít nhất 50kV / mm hoặc 50V / um hoặc 50mV / nm thì kích thước điện tích có thể khoảng 10 đến 20nm để có được 500 đến 1000 mV. Điều này có thể được thu nhỏ theo kích thước hạt epixticular trong mạng tinh thể Si.

Giống như một bộ dao động Không biến đổi ngoại trừ các ngưỡng ngẫu nhiên trong một phạm vi giới hạn, C sạc lên và điện áp Zener sụp đổ nhanh chóng 1 ~ 5% ngay dưới ngưỡng sự cố ở dòng rất thấp.

Từ việc nhìn vào dạng sóng, tôi hy vọng tỷ lệ thời gian tăng / giảm sẽ là ~ 100 hoặc ít hơn trong răng cưa này.