半导体中耗尽区和漂移区各自是什么意思

半导体中耗尽区和漂移区各自是什么意思,第1张

耗尽层就是在PN结附近,其中的载流子因扩散而耗尽,只留下不能移动的正负离子的区域,又称空间电荷区.在 P 型半导体中有许多带正电荷的空穴和带负电荷的电离杂质.在电场的作用下,空穴是可以移动的,而电离杂质(离子)是固定不动的 .N 型半导体中有许多可动的负电子和固定的正离子.当P型和N型半导体接触时,在界面附近空穴从P型半导体向N型半导体扩散,电子从N型半导体向P型半导体扩散.空穴和电子相遇而复合,载流子消失.因此在界面附近的结区中有一段距离缺少载流子,却有分布在空间的带电的固定离子,称为空间电荷区 .P 型半导体一边的空间电荷是负离子 ,N 型半导体一边的空间电荷是正离子.正负离子在界面附近产生电场,这电场阻止载流子进一步扩散 ,达到平衡.

IGBT的主要优点有:

1、IGBT在正常工作时,导通电阻较低,增大了器件的电流容量。

2、IGBT的输出电流和跨导都大于相同尺寸的功率MOSFET。

3、较宽的低掺杂漂移区(n-区)能够承受很高的电压,因而可以实现高耐压的器件。

4、IGBT利用栅极可以关断很大的漏极电流。

6、与MOSFET一样,IGBT具有很大的输入电阻和较小的输入电容,则驱动功率低,开关速度高。

IGBT也具有若干重大的的缺点:

1、因为IGBT工作时,其漏极区(p+区)将要向漂移区(n-区)注入少数载流子——空穴,则在漂移区中存储有少数载流子电荷;当IGBT关断(栅极电压降为0)时,这些存储的电荷不能立即去掉,从而IGBT的漏极电流也就相应地不能马上关断,即漏极电流波形有一个较长时间的拖尾——关断时间较长(10~50ms)。

2、所以IGBT的工作频率较低。为了缩短关断时间,可以采用电子辐照等方法来降低少数载流子寿命,但是这将会引起正向压降的增大等弊病。

3、IGBT中存在有寄生晶闸管——MOS栅控的n+-p-n--p+晶闸管结构,这就使得器件的最大工作电流要受到此寄生晶闸管闭锁效应的限制(采用阴极短路技术可以适当地减弱这种不良影响)。


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