为什么有源器件过流烧坏一般是短路？

只看该作者 · 2011-3-29 10:11

比如三极管流点过大的电流就烧短路了。

稳压管流过稍微大点的电流也就短路了？

归根结底应该是pn结流过大电流后为什么是短路，而不是开路？

只看该作者 · 2011-3-29 10:22

过流烧的机理是什么？
即使过流了，pn结之间的掺杂还在，应该还是个pn结，N掺杂硅还是N掺杂硅，P掺杂硅还是P掺杂硅
应该还是个pn结呀。

还是说把pn结整个都烧没了，只剩下两根外围的引线短接起来了。

3万 · 2011-3-29 10:44

过流时温度非常高，掺杂扩散，不再是PN结了。

只看该作者 · 2011-3-29 13:01

那就是说，本来N掺杂和P掺杂之间只界面接触，pn结。但温度过高后，将N杂质和P杂质之间原子相互渗透了。
形成一个空穴和电子都是多子的。（即包含一定浓度的N杂，又包含一定程度的P杂？）
这样就变成良好导体了。

但看到资料上说制作二极管，也是以N为基板，往上面注入P杂质。那依然是 N型+P杂质=> P型
那扩散了，也相当于P型。只不过pn结的位置向n这边移动了一点。

只看该作者 · 2011-3-30 08:42

自己顶一下~

只看该作者 · 2011-3-30 10:23

求学...

1万 · 2011-3-30 10:27

也不知道为什么是短路，感觉开路和短路都说的通。

只看该作者 · 2011-3-30 12:49

本帖最后由小逻辑于 2011-3-30 13:18 编辑

TO LZ:
感觉应该是短路撒。
      开路是什么概念？要不空间断开不接触（真空中运流电流没考虑）    要不连在两个导线间的器件是绝缘体（本质上也是断开不接触）。  PN结是半导体不管你是什么状态它里面都有载流子  有电场存在  电荷在其中运动不管运动结果形成扩散电流还是形成漂移电流。反过来说有自由电荷，有电场（不考虑磁场），凭什么自由电荷不能受力运动？通常情况下加的电场再大应该也不可能把电路中某个器件物理实体搞的消失，让这一段变成真空或搞断开。
   现在来看PN结
   先看过温  这个是由于热能  电磁场中热能损耗是有于传导电流部分除非是电导率为0  。
所以PN结反偏还是正偏没得关系流过传导电流都要发热。
反偏时温度过高不用说肯定是电流过大。  这个过大可能是电离碰撞引起的雪崩倍增  要不是隧穿引起的齐纳  当然还有可爱的穿通  穿通不可怕  理论上只要穿通的反偏电压绝对值没有超过击穿电压，流过的反向扩散电流还是个有限值。
   实际上的发热不是烧没了，发热是要与载体连接起来的一个概念，PN结中的发热对应着能量的释放  PN中有可能引起能量释放的主要有两个：一是空穴和电子复合  一是碰撞。复合可能产生光子也可能发出热能
。碰撞有可能是原子本身热运动引起的碰撞也有可能是载流子与半导体原子的碰撞或与杂质原子（离子）的碰撞。  碰撞中半导体中有一个平均自由程  它是一个随机变量  载流子两次碰撞之间的可能距离在这个平均自由程附近分布。
   现在就涉及到一个问题是什么促使发生碰撞？自由电子除了自身的热运动可能引起碰撞，另外一个可能是受到电场力或磁场力使其运动运动途中遇到拦路者当然就要发生碰撞了。外加反向偏压，使得PN结耗尽区在原有自建电场上的叠加电场加大，  电子在两次碰撞之间的由叠加电场引起加速当然要更大，剩下的就是与雪崩击穿的解释差不多了。而隧穿除了要在势垒两边有填充态和空态，还涉及到一个势垒宽度，量子物理上要想隧穿效应明显势垒宽度要小于10的负6次方个厘米。

只看该作者 · 2011-3-30 14:17

问一下ls，过流击穿后半导体发生了什么变化？
导致永久性的损坏。

只看该作者 · 2011-3-30 15:50

本帖最后由小逻辑于 2011-3-30 17:01 编辑

TO LZ:

你说的损坏是什么意思？  是电离了的掺杂也参入运动形成电流分量吗？
击穿后电学上大概可能情况我有点认知，至于永久性损坏，我猜可能还跟材料学有关，例如材料特性随温度升高有什么本质上改变？还有在材料温度升高时，细致平衡原理涉及到的基本过程对象有什么变化呢？
电学方面我考虑的一些可能情况：
         1. 理论上击穿是个可逆过程（实际上大家都认为击穿不可逆），半导体中对击穿电压的定义是反向电流趋近于无穷大时的电压绝对值。只是击穿时温度过高，半导体材料进入非本征服温度区，Ni>>ND(N型举例）此时应该是n约等于NI吧同样P约等于PI（P型）.
         2 不管你浓度怎么随位置变化（考虑稳态即不考虑时间问题），按照菲克定律到最后都应该有个与浓度梯度有关的扩散问题。
         3    PN结制造工艺方法比较多，你上面说的在N型材料上进行P的扩散形成PN结，实际上按照我的想法掺杂浓度相对于半导体原子例如硅原子来说应该是个小的恐怖的量，据此我猜这些电荷中心在某种情况下是有可能脱离原来的晶格的而不会损坏材料的物理架构，就像一个平房你拿走几块砖，房子应该不会倒（当然不是最后一块砖）。
         4    击穿时正常情况下应该穿通了，耗尽区可能覆盖正个半导体材料，落在区中的空穴 -电子净复合产生率与能带有关。
      5 半导体材料中掺杂浓度随空间位置不是均匀分布的话，会引起能带弯曲从而形成自建电场。

  如果你说的永久性损坏是：

      加电----过流击穿----断电-----再加电此时没有了PN结的特性，如同带电阻的导线。
      综上我猜是N型和P型材料中的杂质重新分布，分布后的结果是在整个半导体器件中NA与ND都均匀分布，在这个前提下如果原来的整个器件中NA>ND,那么重分布后的整个器件可以看成是P型半导体而不是PN结，相反若原来ND>NA,重分布后就成了N型半导体。
   这样重新分步后形成的均匀掺杂的N或P型半导体，当然形成不了PN结了，也就回不了原来作为PN结使用的状态。

只看该作者 · 2011-3-30 16:21

谢谢~ 看明白了！
我说的损坏，只是外围看到器件的损坏，比如npn的三极管，过流后c和b极的pn结击穿了，万用表量是低阻。

我再好好想想，有问题再问你。

只看该作者 · 2011-4-15 17:50

还是再顶一下我的帖子
如果没有更合理详细的解释，我就认为是下面的解释。
“综上我猜是N型和P型材料中的杂质重新分布，分布后的结果是在整个半导体器件中NA与ND都均匀分布，在这个前提下如果原来的整个器件中NA>ND,那么重分布后的整个器件可以看成是P型半导体而不是PN结，相反若原来ND>NA,重分布后就成了N型半导体。这样重新分步后形成的均匀掺杂的N或P型半导体，当然形成不了PN结了，也就回不了原来作为PN结使用的状态。”

但，掺杂是怎么重新分布的呢？
May叔说的掺杂扩散谁能帮我讲清楚。