PN结反向击穿原理.doc

当PN结上加的反向电压增大到一定数值时，反向电流突然剧增，这种现象称为PlN结的反向击穿。PN结出现击穿时的反向电压称为反向击穿电压，用u。表示。反向击穿可分为雪崩击穿和齐纳击穿两类。(1)雪崩击穿。当反向电压较高时，结内电场很强，使得在结内作漂移运动的少数载流子获得很大的动能。当它与结内原子发生直接碰撞时，将原子电离，产生新的“电子一空穴对”。这些新的“电子一空穴对”，又被强电场加速再去碰撞其他原子，产生更多的“电子一空穴对”。如此链锁反应，使结内载流子数目剧增，并在反向电压作用下作漂移运动，形成很大的反向电流。这种击穿称为雪崩击穿。显然雪崩击穿的物理本质是碰撞电离。(2)齐纳击穿。齐纳击穿通常发生在掺杂浓度很高的PN结内。由于掺杂浓度很高，PN结很窄，这样即使施加较小的反向电压(5v以下)，结层中的电场却很强(可达251旷Vm左右)。在强电场作用下，会强行促使PN结内原子的价电子从共价键中拉出来，形成“电子一空穴对”，从而产生大量的载流子。它们在反向电压的作用下，形成很大的反向电流，出现了击穿。显然，齐纳击穿的物理本质是场致电离。采取适当的掺杂工艺，将硅PN结的雪崩击穿电压可控制在81000V。而齐纳击穿电压低于5V。在58v之间丽种击穿可能同时发生。PN结的V-I特性曲线，当PN结两端的反向电压增大到一定数值时，反向电流突然增加。这个现象就称为PN结的反向击穿(电击穿)。发生击穿所需的反向电压VBR称为反向击穿电压。 PN结电击穿从其产生原因又可分为雪崩击穿和齐纳击穿两种类型。 一、雪崩击穿： 当PN结反向电压增加时，空间电荷区中的电场随着增强。通过空间电荷区的电子和空穴，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发生碰撞，当电子和空穴的能量足够大时，通过这样的碰撞，可使共价键中的电子激发形成自由电子空穴对，这种现象称为碰撞电离。新产生的电子和空穴与原有的电子和空穴一样，在电场作用下，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，使反向电流急剧增大，于是PN结就发生雪崩击穿。 雪崩击穿多发生在杂质浓度较低的二极管，一般需要比较高的电压（6V），击穿电压与浓度成反比。 二、齐纳击穿： 在加有较高的反向电压下，PN结空间电荷区中存在一个强电场，它能够破坏共价键将束缚电子分离出来造成电子空穴对，形成较大的反向电流。发生齐纳击穿需要的电场强度约为2*105Vcm，这只有在杂质浓度特别大的PN结中才能达到，因为杂质浓度大，空间电荷区内电荷密度(即杂质离子)也大，因而空间电荷区很窄，电场强度就可能很高。一般整流二极管掺杂浓度没有这么高，它在电击穿中多数是雪崩击穿造成的。 齐纳击穿多数出现在杂质浓度较高的二极管，如稳压管(齐纳二极管)。 必须指出，上述两种电击穿过程是可逆的，当加在稳压管两端的反向电压降低后，管子仍可以恢复原来的状态。但它有一个前提条件，就是反向电流和反向电压的乘积不超过PN结容许的耗散功率，超过了就会因为热量散不出去而使PN结温度上升，直到过热而烧毁，这种现象就是热击穿。所以热击穿和电击穿的概念是不同的。电击穿往往可为人们所利用(如稳压管)，而热击穿则是必须尽量避免的。晶体管的击穿分为一次击穿和二次击穿，一次击穿又称雪崩击穿。一次击穿是一种可恢复性击穿；二次击穿为不可恢复击穿，或称破坏性击穿。PN结的反向击穿电压是多少?二极管三极管和稳压管是否一样呢?0分不一样,BC结的反向击穿电压低的几十伏,高的数百伏,但有一点是一样的,就是NPN管的BE结反向击穿电压都是6V左右,因此NPN管的BE结可当6V稳压管用. 补充