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为什么二极管反向击穿后,反向电流会急剧增大?

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沙发
ppba223| | 2020-12-3 22:25 | 只看该作者

为什么二极管反向击穿后,反向电流会急剧增大?

PN结二极管主要有两种电流,一个是少子扩散电流,另一个是势垒区产生复合电流,大部分情况下以少子扩散电流为主。少子扩散电流击穿前电流几乎不随反向电压变化,具体数学推导很简单,结合耗尽近似解一下泊松方程就能得到,结合能带图看,PN结形成后,从P区到N区是空穴(多子)势垒,电子(少子)势井。当外加正向偏压时,势垒降低,所以空穴大量从P区渡越到N区导电,当外加反向偏压时,势垒变高,电子更容易从P区到N区,这时电子电流为主,但是P区电子很少,所以一定电压就能让电流饱和。这就是为什么说击穿前二极管反向电流几乎与电压无关。最后再谈谈击穿机理,击穿大部分是突变的,从物理机理很好理解。以齐纳击穿为例,齐纳击穿是由于电场太强,导致电子脱离了共价键束缚,从而导致载流子浓度剧增,引起极大的电流。所以,只要电压没办法达到阈值,就不会有电子脱离共价键束缚,当电压接近和超过阈值时,电子才大量脱离共价键(一般和电压是个指数关系)。

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宋业科| | 2020-12-5 11:04 | 只看该作者
欧姆定律。

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火蓝狼9123| | 2020-12-5 14:55 | 只看该作者
反向击穿分为齐纳击穿和雪崩击穿,这两种击穿如果不对电流进行限制,都可能造成PN结永久损坏。
在高浓度掺杂情况下是齐纳击穿,由于高浓度掺杂PN结形成的空间电荷区(耗尽层)比较窄,在反向电压不大的情况下可在耗尽层形成强大的电场(E=U/d),电场直接破坏共价键产生电子——空穴对,是电流急剧增大。
在低浓度掺杂情况下是雪崩击穿,由于低浓度掺杂PN结形成的空间电荷区(耗尽层)比较款,在反向电压不大的情况下会产生齐纳击穿,当反向电压增加大较大数值后,耗尽层的电场是少子加快漂移运动,少子与共价键中的价电子撞击,把价电子撞出共价键,产生电子——空穴对,新产生的电子与空穴被电场加速后又撞击其他价电子,周而复始的载流子产生雪崩式倍增,致使是电流急剧增大。

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