雪崩击穿穿透
雪崩击穿
雪崩是如何形成的?
雪崩击穿和齐纳击穿的特点是什么?
在低掺杂浓度的PN结中,当PN结的反向电压增加时,在空之间的电荷区的电场增加。这样空之间电荷区的电子和空空穴在电场作用下获得的能量就会增加。晶体中运行的电子和空空穴会不断与晶体原子发生碰撞。通过这样的碰撞,共价键中束缚的价电子会发生碰撞,产生自由电子-空空穴对。在电场的作用下,新的载流子与其他价电子碰撞,产生新的自由电子和空空穴对。这种连锁反应的结果是,势垒层中载流子的数量雪崩式增加,流过PN结的电流急剧增加,击穿PN结。这种碰撞电离引起的击穿称为雪崩击穿,也称为电子雪崩现象。
雪崩击穿和隧道击穿的特点和发生条件?
雪崩:当施加在PN结两端的反向电压足够大时,PN结中的自由电子数量迅速增加,导致击穿。
纳米击穿:在PN结两端加入高浓度的杂志,在不太高的反向电压作用下,反向电流也会迅速增大,导致击穿。
热击穿:施加在PN结两端的电压与流过PN结的电流的乘积大于PN结的允许耗散功率,PN结会因为热量无法耗散而烧毁。
与热击穿的电击穿不同,电击穿是可逆的,而热击穿是不可逆的。
雪崩击穿和齐纳击穿的特点是什么?
雪崩击穿和齐纳击穿的特性:
1.齐纳击穿主要取决于空之间电荷区的最大电场,在碰撞电离机制中,既与场强有关,也与载流子的碰撞积累过程有关。显然空之间的电荷区域越宽,乘法次数越多。所以雪崩击穿不仅与电场有关,还与空之间电荷区的宽度有关,这就需要较厚的PN结。
2.因为雪崩击穿是碰撞电离的结果。如果我们通过光照或快速粒子轰击来增加空之间电荷区的电子和空空穴的数量,它们也会产生倍增效应。上述外部效应对齐纳击穿没有明显影响。
3.由隧穿效应决定的击穿电压的温度系数为负值,即击穿电压随温度升高而降低,这是禁带宽度随温度升高而降低的结果。但雪崩倍增决定的击穿电压为正,是因为碰撞电离率(电离率表示电场作用下,每单位距离内载流子漂移产生的电子空空穴对的数量)随温度升高而降低,即击穿电压随温度升高而升高。
4.对于高掺杂浓度、薄势垒的PN结,主要是齐纳击穿。低掺杂宽势垒的PN结主要是雪崩击穿,击穿电压比较高。
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