半导体被击穿后导致不能使用,是为什么

半导体被击穿后导致不能使用,是为什么,第1张

半导体器件一般都是硅材料制成的,常见的如二极管,三极管,MOS管,IGBT等,控制器件的最基本结构是PN结,以及硅绝缘层,这些结构的尺寸都非常小,耐电压和电流的能力都有限制,所谓击穿就是半导体内部的一些结被电热击穿,失去原有的特性,因为是物理损伤,微观上是硅晶体结构局部烧毁,所以无法恢复。

比如二极管的击穿,正常是正向导通,反向截止,一旦击穿,就失去这样的特性,特性变为电阻性的,严重的直接短路。

PN结的击穿机理大致分为隧道击穿、雪崩击穿、热击穿三大类,MOSFET的击穿原因也包括在这三大类之间。隧道击穿是一种量子效应,是电子隧穿势垒引起的,要触发隧道击穿一般要求三个条件:1、费米能级进入能带;2、半导体空间电荷区很窄;3、在相同能量水平上,半导体的一侧能带中有电子而另一侧能带中有空的状态。一般来说,重掺杂的简并半导体易满足这些要求。隧道击穿一般可恢复。雪崩击穿是在电压过高情况下形成的。雪崩击穿只要击穿在可控范围内也可恢复。热击穿是晶体管过热导致的,当雪崩击穿不可控引发大电流通过晶体管可使晶体管迅速升温,使得半导体晶格结构被破坏,导致不可恢复的热击穿,也就是一般说的晶体管烧了。。MOSFET的击穿具体比较复杂,简单地说,主要是MOSFET漏端电压过大,导致源、漏雪崩击穿,晶体管中产生大的电流,最后引起热击穿,MOSFET烧坏;同时,由于隧道击穿引起的隧道电流的存在,MOSFET漏极击穿电压将比理论值有所下降


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