半导体二极管极其电路:解释雪崩击穿、齐纳击穿、热击穿形成的原因,并说明热击穿与电击穿的异同。

半导体二极管极其电路:解释雪崩击穿、齐纳击穿、热击穿形成的原因,并说明热击穿与电击穿的异同。,第1张

雪崩击穿:当加在PN结两端反向电压足够大时,PN结内的自由电子数量激增导致反向电流迅速增大,导致击穿。齐纳击穿:当PN结两端加入高浓度的杂质,在不太高的反向电压作用下同样会使反向电流迅速增大产生击穿。热击穿:加在PN结两端的电压和流过PN结电流的乘积大于PN结允许的耗散功率,PN结会因为热量散发不出去而被烧毁。热击穿与电击穿的不同:电击穿可逆,而热击穿不可逆。

材质上没有变化,二极管依然是半导体材料

反向短路是因为雪崩击穿造成的,这时的大电流会导致结温迅速上升,不加以限流的话器件将烧毁(结温达到硅熔点温度1688K)这时二极管就不能工作了,温度下降硅会再结晶,这时的器件已经不具备二极管的性质

pn结的击穿从机理上可分为雪崩击穿、隧道击穿和热电击穿三类。

前两者一般不是破坏性的,如果立即降低反向电压,pn结的性能可以恢复;如果不立即降低电压,pn结就遭到破坏。pn结上施加反向电压时,如没有良好散热条件,将使结的温度上升,反向电流进一步增大,如此反复循环,最后使pn结发生击穿。由于热不稳定性引起的击穿,称为热电击穿,此类击穿是永久破坏性的。pn结击穿是pn结的一个重要电学性质,击穿电压限制了pn结的工作电压,所以半导体器件对击穿电压都有一定的要求。但利用击穿现象可制造稳压二极管、雪崩二极管和隧道二极管等多种器件。

形成反偏PN结击穿的物理机制有两种:齐纳击穿和雪崩击穿。重掺杂的PN结由于隧穿机制而发生齐纳击穿, 在重掺杂PN结内,反偏条件下两侧的导带和价带离得很近,以致电子可以由P区直接隧穿到N区的导带。


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