本篇文章给大家谈谈雪崩击穿,以及mos管雪崩击穿对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。
本文目录一览:
隧道击穿和雪崩击穿是什么情况啊?
隧道击穿和雪崩击穿是pn结两种不同的击穿机制。pn结在反向高压下会发生击穿。其中雪崩击穿指势垒边缘扩散进势垒区的电子和空穴在高场下加速,获得极大动能。它们与势垒区的晶格原子碰撞,使其价电子电离,获得新的自由电子和空穴,由此1生2,2生4,载流子不断倍增,最终导致pn结击穿。隧道击穿也叫齐纳击穿,可以用量子力学中的隧道效应来解释,随着反向偏压的不断增大,势垒区的价电子势能增大,而势垒区宽度降低,此时pn结穿两端电子与空穴穿过势垒的几率增大,由此大量载流子隧穿而引起反向电流增大,击穿pn结。随着反向电压的不同,隧道击穿与雪崩击穿可单独或同时存在,具体可以参见教科书《半导体物理基础》。
如何区别齐纳击穿和雪崩击穿
一、性质不同
1、雪崩击穿:新产生的载流子在电场作用下撞出其他价电子,产生新的自由电子和空穴对。由于这种连锁反应,势垒层中载流子的数量急剧增加,流过PN结的电流急剧增加。这种碰撞电离导致的击穿称为雪崩击穿。
2、齐纳击穿:由场致激发而产生大量的载流子,使PN结的反向电流剧增,呈现反向击穿现象。
二、特点不同
1、雪崩击穿特点:材料掺杂浓度较低的PN结中,空间电荷区的电场随PN结反向电压的增大而增大。这样,通过空间电荷区的电子和空穴,获得的能量在电场作用下增加。
2、齐纳击穿特点:齐纳或隧道击穿主要取决于空间电荷区中的最大电场,在碰撞电离机理中,不仅与场强有关,而且与载流子碰撞的累积过程有关。显然,空间电荷区域越宽,它的倍数就越大。因此,雪崩击穿不仅与电场有关,还与空间电荷区的宽度有关。它要求结厚。而隧道效应要求结薄。
扩展资料:
齐纳击穿常发生在掺杂浓度比较高的PN结中,因为此时的空间电荷层很薄,一个非常小的反向电压可以在空间电荷区产生一个强电场(通常高达10⁸v/cm)。
当温度升高时,电子的热运动增加,价电子可以通过较小的反向电压从共价键中拉出。因此,当温度升高时,击穿电压降低,即齐纳击穿具有负的温度系数。
参考资料来源:百度百科-雪崩击穿
参考资料来源:百度百科-齐纳击穿
雪崩击穿电压是什么意思啊
BJT(双极型晶体管)的穿通电压与雪崩击穿电压一道,都起着限制着晶体管最高工作电压的作用(由该二者的最低值决定).
晶体管的穿通,就是在外加反向偏压还未达到集电结发生雪崩击穿时就出现了电流突然增大的一种现象,即提前发生“击穿”的一种效应.BJT发生穿通时所对应的反向偏压称为穿通电压.穿通效应产生的机理可区分为基区穿通、外延层穿通和缺陷造成的局部穿通等几种,相应地就有不同的穿通电压指标——基区穿通电压、外延层穿通电压和局部穿通电压等.
① 基区穿通:
BJT的基区穿通就是集电结还未发生雪崩倍增时、集电结势垒区就已经扩展到了整个基区(即基区宽度减小到0)的现象;这时在集电极与发射极之间的电压值就是基区穿通电压.基区穿通的发生是由于集电结反向电压使得势垒厚度增大、从而导致基区宽度变窄的结果.从能带图来看,在基区穿通以后,则电中性的基区消失了,整个基区就都成为了高电场的耗尽区,则发射区的电子就可以直接漂移到集电区,从而输出很大的集电极电流——产生类似雪崩击穿的现象;实际上,在基区穿通以后,集电结与发射结之间的电压(等于[Vcb-Vbe])就可认为完全加在发射结上了,这就会使得发射结立即产生雪崩击穿(击穿电压为BVceo).所以,基区的穿通是伴随有击穿效应的,即穿通与击穿同时存在.这时,穿通电压可以根据
集电结近似为单边突变结、还是近似为线性缓变结,并由耗尽层厚度来进行估算.显然,对于基区掺杂浓度较低于集电区的合金晶体管和基区宽度较小的各种晶体管,在较高集电结电压时容易发生的是基区穿通而非集电结雪崩击穿.
② 外延层穿通:
对于n-p-n/n+双扩散Si外延平面晶体管,由于基区掺杂浓度高于集电区,则在集电结的反向偏压增大时,集电结势垒区将较多的是向集电区扩展,则这时不会发生基区穿通(如果基区宽度不是太窄的话),但较容易的是发生外延层穿通(即集电结在发生雪崩击穿前,集电结势垒区即已扩展到低阻的n衬底表面,整个外延的集电区变成了势垒区——耗尽层);在外延层穿通以后,集电结的反向电压即完全加在了由p基区与n+衬底构成的p-n+结上(即加在整个耗尽了的外延层上),而该p-n+结两边的掺杂浓度都较高,因此很快就会发生雪崩击穿.可见,该外延层穿通电压也同样限制着晶体管的耐压性能.显然,为了防止外延层穿通,就应该增大外延层的掺杂浓度及其厚度,使得在发生集电结雪崩击穿之前不至于整个外延层全部耗尽(穿通).
③局部穿通:
由于材料缺陷或者制造工艺不当等原因,若在发射结或集电结的结面上出现了“毛刺”,那么也将同样容易产生基区穿通或者外延层穿通.如果产生的是基区穿通,则可能会出现折线形的击穿特性曲线(因为首先穿通时电流要经过狭窄的局部穿通区,故有一段电流随电压而线性增大的范围;一直到反向电压达到BVcbo时、使集电结发生雪崩击穿,集电极电流电流才急剧增大).[
雪崩击穿的概念
雪崩击穿Avalanche Multiplication
材料掺杂浓度较低的PN结中,当PN结反向电压增加时,空间电荷区中的电场随着增强。这样通过空间电荷区的电子和空穴,就会在电场作用下,使获得的能量增大。在晶体中运行的电子和空穴将不断的与晶体原子发生碰撞,通过这样的碰撞可使束缚在共价键中的价电子碰撞出来,产生自由电子-空穴对。新产生的载流子在电场作用下撞出其他价电子,又产生新的自由电子和空穴对。如此连锁反应,使得阻挡层中的载流子的数量雪崩式地增加,流过PN结的电流就急剧增大击穿PN结,这种碰撞电离导致击穿称为雪崩击穿,也称为电子雪崩现象。
雪崩击穿有正温度系数。而齐纳击穿有负温度系数。可以利用这一点减小温漂。
雪崩击穿,雪崩击穿是什么意思
在材料掺杂浓度较低的PN结中,当PN结反向电压增加时,空间电荷区中的电场随着增强。这样,通过空间电荷区的电子和空穴,就会在电场作用下获得的能量增大,在晶体中运动的电子和空穴将不断地与晶体原子又发生碰撞,当电子和空穴的能量足够大时,通过这样的碰撞的可使共价键中的电子激发形成自由电子–空穴对。新产生的电子和空穴也向相反的方向运动,重新获得能量,又可通过碰撞,再产生电子–空穴对,这就是载流子的倍增效应。当反向电压增大到某一数值后,载流子的倍增情况就像在陡峻的积雪山坡上发生雪崩一样,载流子增加得多而快,这样,反向电流剧增, PN结就发生雪崩击穿。利用该特点可制作高反压二极管。下图是雪崩击穿的示意图.
发表评论