大家好,关于什么是齐纳击穿很多朋友都还不太明白,今天小编就来为大家分享关于pn结击穿属于什么击穿的知识,希望对各位有所帮助!
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如何区别齐纳击穿和雪崩击穿
雪崩击穿和齐纳击穿区别主要在于他们的性质和特点不同。
一、雪崩击穿和齐纳击穿的性质:
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:当PN结的掺杂浓度很高时,阻挡层就十分薄。这种阻挡层特别薄的PN结,只要加上不大的反向电压,阻挡层内部的电场强度就可达到非常高的数值。这种很强的电场强度可以把阻挡层内中性原子的价电子直接从共价键中拉出来,变为自由电子,同时产生空穴,这个过程称为场致激发。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。这种击穿通常称为齐纳击穿。
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二、雪崩击穿和齐纳击穿的特点:
1、齐纳击穿主要取决于空间电荷区中的最大电场,而在碰撞电离机构中既与场强大小有关,也与载流子的碰撞累积过程有关。显然空间电荷区愈宽,倍增次数愈多,因此雪崩击穿除与电场有关外,还与空间电荷区的宽度有关,它要求PN结厚。
2、因为雪崩击穿是碰撞电离的结果。如果我们以光照或是快速粒子轰击等办法,增加空间电荷区中的电子和空穴,它们同样会有倍增效应。而上述外界作用对齐纳击穿则不会有明显影响。
3、由隧道效应决定的击穿电压,其温度系数是负的,即击穿电压随温度升高而减小,这是由于温度升高禁带宽度减小的结果。而由雪崩倍增决定的击穿电压,由于碰撞电离率(电离率表示一个载流子在电场作用下漂移单位距离所产生的电子空穴对数目)随温度升高而减小,其温度系数是正的,即击穿电压随温度升高而增加。
4、对于掺杂浓度较高势垒较薄的PN结,主要是齐纳击穿。掺杂较低因而势垒较宽的PN结,主要是雪崩击穿,而且击穿电压比较高。
齐纳击穿和雪崩击穿的原理和区别
齐纳击穿一般是在重掺杂PN结内发生,击穿电压较小,低于5~6V;雪崩击穿一般是在轻掺杂PN结内发生,击穿电压较大,高于5~6V。原理介绍:齐纳击穿的原理:重掺杂的PN结由于隧道机制而发生齐纳击穿;在重掺杂的PN结内,反偏条件下结两侧的导带与价带离得非常近,以至于电子可以从P区的价带直接隧穿到N区的导带。
雪崩击穿的原理:当电子(或空穴)穿过空间电荷区时,由于电场的作用,它们的能量会增加;当它们的能量大到一定程度并且与耗尽区的原子内的电子碰撞时,会产生新的电子空穴对,新的电子空穴对又会撞击其它原子内的电子,形成雪崩效应;这种击穿称为雪崩击穿。
什么是反向击穿区
反向击穿区是指深层次半导体材料(如硅)中,当正向电场增加时,电子与空穴在密集区域中高速相撞而形成扫描电子镜现象,使材料反向出现带电状态的区域。这一现象会导致电子在半导体中的移动受到限制,影响半导体器件的正常工作,同时也会出现局部过热现象,导致永久性损伤和器件失效。因此,在半导体器件设计和制作过程中需要注意反向击穿区的存在和控制。
pn结击穿属于什么击穿
pn结击穿属于雪崩击穿和齐纳击穿。
原因:二极管内部存在PN结,在测量其特性时,如果加在PN结上的反向电压增大到一定数值时,反向电流会突然增加,这就是反向击穿,其原因是:
①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。产生漂移运动的少数载流子通过空间电荷区时,在很强的电场作用下获得足够的动能,与晶体原子发生碰撞,从而打破共价键的束缚,形成更多的自由电子—空穴对,这种现象称为碰撞电离,新产生的电子和空穴在强电场作用下,和原来的一样,继续碰撞电离,再产生自由电子—空穴对,这是载流子的倍增效应。当反向电压增大到一定程度时,载流子的倍增情况就像雪崩一样,使反向电流急剧增大,于是PN结被击穿,此为雪崩击穿。
②齐纳击穿
在加有较高的反向电压时,PN结空间电荷区存在一个很强的电场,它可以破坏共价键的束缚,使原子分离,形成自由电子—空穴对,在电场作用下,电子移向N区,空穴移向P区,从而形成较大的反向电流,这种击穿现象叫做齐纳击穿。
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