結(jié)的反向擊穿
之所以會(huì)產(chǎn)生PN結(jié)電擊穿,是因?yàn)樵趶?qiáng)電場(chǎng)的作用下,自由電子和空穴的數(shù)目大大增加,從而引起反向電流的急劇增加。根據(jù)PN結(jié)反向擊穿原理的不同可分為齊納擊穿和雪崩擊穿。
(1)齊納擊穿 當(dāng)摻雜濃度高,PN結(jié)較窄時(shí),在PN結(jié)兩端加上不大的反向電壓就可以形成較強(qiáng)的內(nèi)電場(chǎng),從而破壞共價(jià)鍵,使載流子濃度增高,致使電流急劇增大,這種擊穿稱為齊納擊穿。齊納擊穿電壓較低。
(2)雪崩擊穿 當(dāng)反向電壓增大到某一個(gè)值時(shí),內(nèi)電場(chǎng)的加大使少子加快漂移速度,將會(huì)與共價(jià)鍵中的價(jià)電子相碰撞,把價(jià)電子撞出共價(jià)鍵,撞出的價(jià)電子被電場(chǎng)加速后又會(huì)撞出其他價(jià)電子,使得載流子呈雪崩式增加,電流急劇增大,這種擊穿稱為雪崩擊穿。
當(dāng)PN結(jié)發(fā)生電擊穿后,若不限制外加電壓,會(huì)造成此時(shí)PN結(jié)上的電流很大、電壓很高,消耗在PN結(jié)上的功率也就很大,容易使PN結(jié)發(fā)熱,如果超過它的耗散功率,就會(huì)因熱量散不出去而使PN結(jié)溫度進(jìn)一步升高,直到過熱而燒毀,造成PN結(jié)永久性損壞,這種現(xiàn)象稱為熱擊穿。
一般整流二極管由于摻雜濃度不高,因此多發(fā)生雪崩擊穿;而在穩(wěn)壓管中多發(fā)生齊納擊穿。但雪崩擊穿與齊納擊穿是可逆的,當(dāng)加在二極管兩端的反向電壓降低后,二極管就可以恢復(fù)到原來的狀態(tài),只要此時(shí)反向電流和反向電壓的乘積不超過PN結(jié)所允許的耗散功率即可。在實(shí)際電路中,熱擊穿應(yīng)盡量避免,而電擊穿則是可以為人們所利用的。
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