齐纳二极管与雪崩二极管击穿原理
发布者:深铭易购 发布时间:2019-12-17 浏览量:--
几乎在所有的电子电路中,都要用到半导体二极管。实际上掺杂浓度决定了击穿类型。通常,击穿电压<6~7V 的属于齐纳击穿,高于此电压的属于雪崩击穿, 这是由 PN 结的内部结构决定的, 能不能恢复只是看 PN 是不是被物理地烧坏,与产生击穿的机制是无关的!
齐纳二极管与雪崩二极管击介绍及击穿原理
1、雪崩二极管
雪崩二极管是利用半导体结构中载流子的碰撞电离和渡越时间两种物理效应而产生负阻的固体微波器件。
雪崩击穿原理:
随着反向电压的提高, 空间电荷区内电场增强, 通过势垒区的载流子获得的能量也随之增加。当反向电压接近击穿电压 UB时,这些有较高能量的载流子与空间
电荷区内的中性原子相遇发生碰撞电离, 产生新的电子—空穴对。 这些新产生的电子和空穴又会在电场的作用下, 重新获得能量,碰撞其它的中性原子使之电离,再产生更多的电子—空穴对。 这种连锁反应继续下去, 使空间电荷区内的载流子数量剧增,就像雪崩一样,使反向电流急剧增大,产生击穿。所以把这种击穿称为雪崩击穿。雪崩击穿一般发生在掺杂浓度较低、外加电压又较高的 PN结中。这是因为掺杂浓度较低的 PN结,空间电荷区宽度较宽,发生碰撞电离的机会较多。
2、齐纳二极管
齐纳二极管也叫稳压二极管,利用pn结反向击穿状态,其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象,制成的起稳压作用的二极管。
齐纳击穿原理:
齐纳击穿的物理过程与雪崩击穿不同。 当反向电压增大到一定值时, 势垒区内就能建立起很强的电场, 它能够直接将束缚在共价键中的价电子拉出来, 使势垒区
产生大量的电子—空穴对, 形成较大的反向电流, 产生击穿。 把这种在强电场作用下,使势垒区中原子直接激发的击穿现象称为齐纳击穿。齐纳击穿一般发生在掺杂浓度较高的 PN结中。这是因为掺杂浓度较高的 PN结,空间电荷区的电荷密度很大, 宽度较窄, 只要加不大的反向电压, 就能建立起很强的电场,发生齐纳击穿。一般说来,击穿电压小于 6V 时所发生的击穿为齐纳击穿,高于 6V 时所发生的击穿为雪崩击穿。
3、二极管
二极管是用半导体材料(硅、硒、锗等)制成的一种电子器件,它具有单向导电性能, 即给二极管阳极和阴极加上正向电压时,二极管导通。
二极管击穿原理
二极管的击穿原理见上,齐纳击穿和雪崩击穿区别在于: 齐纳击穿可恢复,齐纳二极管(稳压二极管) 击穿后可以自愈, 是一种正常的工作状态, 齐纳二极管就工作在齐纳击穿区。雪崩击穿不可恢复, 是一种非正常的工作状态, 一旦二极管工作在雪崩击穿区, 该二极管即已损坏报废, 表现为短路, 失去半导体特性。 当齐纳二极管的反向击穿电流超过其允许的最大击穿电流数倍时,齐纳二极管也会生雪崩击穿,现象是二极管短路报废。
半导体二极管在电路中的使用能够起到保护电路,延长电路寿命等作用。半导体二极管的发展,使得集成电路更加优化,在各个领域都起到了积极的作用。二极管在集成电路中的作用很多,维持着集成电路正常工作。下面简要介绍二极管在以下四种电路中的作用。
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