Por que o ruído de serra de avalanche de Zener é em forma de dente?

Eu tenho o seguinte esquema de uma fonte de ruído baseada em Zener: -

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Quando construído, um osciloscópio revela um sinal de ruído de dente de serra no nó "Ruído", como:

A base de tempo é 1us / div. Alguém pode explicar por que o sinal é em forma de dente de serra? Inicialmente, eu esperava uma forma de onda triangular ou mesmo em forma de seno. Eu acho que tem algo a ver com a impedância do Zener em conjunto com o resistor de 100 kOhm, muito mais alto. Os elétrons entram em cascata livremente através da junção, mas o resistor restringe o fluxo de corrente quando a avalanche para. Estamos falando de 60uA. O resultado é uma carga mais lenta acumulada do que quando a corrente flui durante a avalanche.

Essa forma de onda não é específica para minha configuração. Existem outros exemplos na Interweb em que as pessoas realmente ampliaram o sinal, sendo um https://youtu.be/CAas_kbTW3Q?t=714 . Também há um bom gráfico aqui mostrando a borda ascendente a ser ligeiramente curvada. Provavelmente não é familiar, pois geralmente é mostrado com uma base de tempo muito mais lenta. Estou certo sobre a explicação da resistência / impedância?

Considere que você possui efetivamente isso:

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

onde C é a capacitância da junção, mais qualquer capacitância externa (fios, placa de ensaio, etc). Parte da corrente de R1 vaza através de D1, mas o restante cobra C. Quando a tensão atinge um certo nível, ocorre uma avaria da avalanche e a corrente flui de C até a avalanche parar. Então a corrente começa a carregar C novamente.

Para calcular C, você primeiro precisa conhecer o vazamento. Diminua V1 até o ruído desaparecer. Depois meça a corrente. Aumente V1 novamente para 30V. Meça a inclinação crescente do ruído dV / dt. Meça o valor médio de V. A corrente através de R1 é aproximadamente constante em (30V - V) / 100kohm. Subtraia a corrente de fuga disso e use I = C dV / dt para calcular a capacitância.

As descargas aleatórias próximas à quebra são causadas por cargas dielétricas aleatórias de cristal sob um campo E alto, produzindo uma corrente de pulso que diminui a tensão com um tempo de queda RC. Se você pudesse medir quão pequeno era o tempo de queda, poderia estimar o tamanho do C nessa partícula carregada.

Se eu acho que cada partícula vê pelo menos 50kV / mm ou 50V / um ou 50mV / nm, o tamanho da carga pode ser de 10 a 20 nm para obter 500 a 1000 mV. Isso pode ser dimensionado de acordo com o tamanho das partículas epixtaxiais na rede de cristal de Si.

Como um oscilador Unijunction, exceto com limites aleatórios em uma faixa limitada, o C carrega e a tensão do Zener cai rapidamente de 1 a 5%, logo abaixo do limite de quebra em correntes muito baixas.

Olhando para a forma de onda, espero que a razão do tempo de subida / queda seja ~ 100 ou menos neste dente de serra.