为什么to252功率器件要测雪崩

为什么to252功率器件要测雪崩，因为在一些极端的边界条件下的实际应用中，如系统的输出短路及过载测试，输入过电压测试以及动态的老化测试中，有时会发生过压的损坏。过压损坏通常直接理解为雪崩失效损坏，因为雪崩的过程伴随着过压的现象。因此，在功率MOSFET的数据表中，定义了在非箝位感性负载开关条件下，雪崩电流和雪崩能量的额定值，有些公司还给出了大单脉冲和多脉冲条件下，参考雪崩电流和雪崩能量的额定值考查功率MOSFET抗过压雪崩的能力。

数据表中雪崩电流和雪崩能量的额定值对应着一定的测试条件，特别是不同的公司有时候使用不同的测量电感值，导致工程师无法在相同的条件下进行比较；即便是使用相同的测量电感值，系统的工作条件和数据表中给定的测试并不相同。功率MOSFET管数据表中，所使用的电感比实际应用的电感值要大很多，如对于低压功率MOSFET，额定电压低于30 V，行业内采用的测试雪崩能量的电感值为0.1 mH。过去，只有在低工作频率和大电流的电机驱动中，才会发生非箝位感性负载开关的雪崩现象，而在这种使用中，电机的电感比较大，行业内就采用大电感来评估功率MOSFET管的雪崩能力。因此，数据表中雪崩能量只具有参考的价值，本文将详细地讨论这些问题，从而更加明确地理解功率MOSFET的雪崩能量。

1 数据表中雪崩能量值

雪崩电流在功率MOSFET的数据表中标示为IAV，雪崩能量代表功率MOSFET管抗过电压冲击的能力。在测试雪崩能量过程中，选取一定的电感值，然后将电流增大，也就是功率MOSFET开通的时间增加，电流也就越大，然后关断，重复这个开通和关断的过程，直到功率MOSFET损坏，对应的最大电流值就是最大的雪崩电流。注意到在测量雪崩能量时，功率MOSFET工作在非箝位感性负载开关UIS状态下，具体的测试电路及其工作原理可以参考文献[1-7]。

在数据表中，标称的IAV通常要将前面的测试值做70%或80%降额处理，因此它是一个可以保证的参数。功率MOSFET供应商会对这个参数在生产线上做100%全部检测，因为在实际的测试中，雪崩的电流有降额，因此不会损坏功率MOSFET管。

采用的电感值不同，雪崩的电流值也不同，因此雪崩能量也不同。对于不同的工艺和平台，经常出现这样的现象：在大电感的时候，其中一个功率MOSFET管的雪崩能量比另一个大，但是，在小电感的时候，前者的雪崩能量反而小于后者。不同的电子系统中，负载的电感值并不相同，因此，对于一个功率MOSFET管，需要研究在不同的电感条件下雪崩的能力。

半导体雪崩光电二极管 (semiconductor avalanche photodiode )是具有内部光电流增益的半导体光电子器件，又称固态光电倍增管。它应用光生载流子在二极管耗尽层内的碰撞电离效应而获得光电流的雪崩倍增。这种器件具有小型、灵敏、快速等优点，适用于以微弱光信号的探测和接收，在光纤通信、激光测距和其他光电转换数据处理等系统中应用较广。

工作原理

当一个半导体二极管加上足够高的反向偏压时，在耗尽层内运动的载流子就可能因碰撞电离效应而获得雪崩倍增。人们最初在研究半导体二极管的反向击穿机构时发现了这种现象。当载流子的雪崩增益非常高时，二极管进入雪崩击穿状态；在此以前，只要耗尽层中的电场足以引起碰撞电离，则通过耗尽层的载流子就会具有某个平均的雪崩倍增值。

碰撞电离效应也可以引起光生载流子的雪崩倍增，从而使半导体光电二极管具有内部的光电流增益。1953年，K.G.麦克凯和K.B.麦卡菲报道锗和硅的PN结在接近击穿时的光电流倍增现象。1955年，S.L.密勒指出在突变PN结中，载流子的倍增因子M随反向偏压V的变化可以近似用下列经验公式表示

M＝1/[1-(V/VB)n]

式中VB是体击穿电压,n是一个与材料性质及注入载流子的类型有关的指数。当外加偏压非常接近于体击穿电压时，二极管获得很高的光电流增益。PN结在任何小的局部区域的提前击穿都会使二极管的使用受到限制，因而只有当一个实际的器件在整个PN结面上是高度均匀时，才能获得高的有用的平均光电流增益。因此，从工作状态来说，雪崩光电二极管实际上是工作于接近（但没有达到）雪崩击穿状态的、高度均匀的半导体光电二极管。打得手都抽筋了！希望采纳！

雪崩光电二极管是一种p-n结型的光检测二极管，其中利用了载流子的雪崩倍增效应来放大光电信号以提高检测的灵敏度。其基本结构常常采用容易产生雪崩倍增效应的Read二极管结构（即N+PIP+型结构，P+一面接收光），工作时加较大的反向偏压，使得其达到雪崩倍增状态；它的光吸收区与倍增区基本一致（是存在有高电场的P区和I区）。

P-N结加合适的高反向偏压，使耗尽层中光生载流子受到强电场的加速作用获得足够高的动能，它们与晶格碰撞电离产生新的电子一空穴对，这些载流子又不断引起新的碰撞电离，造成载流子的雪崩倍增，得到电流增益。在0.6～0.9μm波段，硅APD具有接近理想的性能。InGaAs（铟镓砷）/InP（铟磷）APD是长波长（1.3μn，1.55μm）波段光纤通信比较理想的光检测器。其优化结构如图所示，光的吸收层用InGaAs材料，它对1.3μm和1.55μn的光具有高的吸收系数，为了避免InGaAs同质结隧道击穿先于雪崩击穿，把雪崩区与吸收区分开，即P-N结做在InP窗口层内。鉴于InP材料中空穴离化系数大于电子离化系数，雪崩区选用n型InP，n-InP与n-InGaAs异质界面存在较大价带势垒，易造成光生空穴的陷落，在其间夹入带隙渐变的InGaAsP（铟镓砷磷）过渡区，形成SAGM（分别吸收、分级和倍增）结构。

在APD制造上，需要在器件表面加设保护环，以提高反向耐压性能；半导体材料以Si为优（广泛用于检测0.9um以下的光），但在检测1um以上的长波长光时则常用Ge和InGaAs（噪音和暗电流较大）。这种APD的缺点就是存在有隧道电流倍增的过程，这将产生较大的散粒噪音（降低p区掺杂，可减小隧道电流，但雪崩电压将要提高）。一种改进的结构是所谓SAM-APD：倍增区用较宽禁带宽度的材料（使得不吸收光），光吸收区用较窄禁带宽度的材料；这里由于采用了异质结，即可在不影响光吸收区的情况下来降低倍增区的掺杂浓度，使得其隧道电流得以减小（如果是突变异质结，因为ΔEv的存在，将使光生空穴有所积累而影响到器件的响应速度，这时可在突变异质结的中间插入一层缓变层来减小ΔEv的影响）。

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