反向擊穿電壓是什么,二極管反向擊穿電壓-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2024-01-29
反向擊穿電壓，是指二極管反向擊穿時的電壓值。反向擊穿電壓由齊納擊穿或雪崩擊穿決定。
當反向電壓逐漸增大時，反向飽和電流不變。但是當反向電壓達到一定值時，PN結將被擊穿。在PN結中加反向電壓，如果反向電壓過大，位于PN結中的載流子會擁有很大的動能，足以和中性粒子碰撞使中性粒子分離出價電子而產生空穴-電子對。
這樣會導致PN結反向電流的急劇增大，發生PN結的擊穿，因為被彈出的價電子又可能和其他中性粒子碰撞產生連鎖反應，類似于雪崩，這樣的反向擊穿方式成為雪崩擊穿（Avalanche breakdown）。
摻雜濃度越低所需電場越強。當摻雜濃度非常高時，在PN結兩端加入弱電場就會使中性粒子中的價電子脫離原子的束縛，從而成為載流子。導致PN結的擊穿。這樣的擊穿被稱作齊納擊穿（Zener breakdown）。
摻雜濃度越高所需要的電場越弱。一般小于6V的電壓引起的是齊納擊穿，大于6V的引起的是雪崩擊穿。
齊納擊穿
當pn結反向偏置時，耗盡層延伸穿過pn結。電場造成耗盡層內p型區價帶與n型區導帶之間的間隙減小。因此，由于量子隧穿效應，電子從p型區價帶隧穿到n型區導帶。齊納擊穿是電子隧穿耗盡區導致反向電流突然增加的現象。齊納擊穿如圖1.3所示。
雪崩擊穿
當pn反向偏置時，少量電子通過pn結。這些電子在耗盡層被電場加速，獲得較大動能。加速電子與晶格中的原子碰撞電離產生電子空穴。這些原子的電子被激發到導帶并脫離，成為自由電子。自由電子也加速并與其他原子碰撞，產生更多的電子-空穴對，導致電子進一步脫離的過程。這種現象稱為雪崩擊穿。
雪崩擊穿和齊納擊穿對比
高擊穿電壓二極管摻雜濃度低，因此形成寬耗盡層（禁帶）。相反，低擊穿電壓二極管摻雜濃度高，所以它們形成窄耗盡層（禁帶）。二極管耗盡層寬時，不太可能發生電子隧穿（齊納擊穿），主要為雪崩擊穿。高摻雜濃度二極管耗盡層窄，更容易發生齊納擊穿。隨著溫度上升，禁帶（Eg）寬度減小，從而產生齊納效應。
此外，隨著溫度升高，半導體晶格振動增加，載流子遷移率相應下降。因此，不太可能發生雪崩擊穿。齊納擊穿電壓隨溫度升高減小，而雪崩擊穿電壓隨溫度升高增加。通常，大多數情況下，齊納擊穿電壓約為6V以下，雪崩擊穿電壓約為6V以上。請注意，即使同一產品系列的二極管，溫度特性也不一樣。
反向擊穿電壓危害
二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電流劇增，二極管的單向導電性被破壞，甚至過熱而燒壞。最高反向工作電壓VBWM一般是VBR的一半。
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