PN結的伏安特性曲線
當PN結外加反向電壓|vD|小於(yu) 擊穿電壓(VBR)時,iD≈–IS。IS很小且隨溫度變化。當反向電壓的絕對值達到|VBR|後,反向電流會(hui) 突然增大,此時PN結處於(yu) “反向擊穿”狀態。發生反向擊穿時,在反向電流很大的變化範圍內(nei) ,PN結兩(liang) 端電壓幾乎不變。
反向擊穿分為(wei) 電擊穿和熱擊穿,電擊穿包括雪崩擊穿和齊納擊穿。PN結熱擊穿後電流很大,電壓又很高,消耗在結上的功率很大,容易使PN結發熱,把PN結燒毀。熱擊穿是不可逆的。
PN結的雪崩擊穿符號
當PN結反向電壓增加時,空間電荷區中的電場隨著增強。這樣,通過空間電荷區的電子和空穴,就會(hui) 在電場作用下獲得的能量增大,在晶體(ti) 中運動的電子和空穴將不斷地與(yu) 晶體(ti) 原子又發生碰撞,當電子和空穴的能量足夠大時,通過這樣的碰撞可使共價(jia) 鍵中的電子激發形成自由電子–空穴對。新產(chan) 生的電子和空穴也向相反的方向運動,重新獲得能量,又可通過碰撞,再產(chan) 生電子–空穴對,這就是載流子的倍增效應。當反向電壓增大到某一數值後,載流子的倍增情況就像在陡峻的積雪山坡上發生雪崩一樣,載流子增加得多而快,這樣,反向電流劇增, PN結就發生雪崩擊穿。
齊納擊穿
在加有較高的反向電壓下,PN結空間電荷區中存一個(ge) 強電場,它能夠破壞共價(jia) 鍵,將束縛電子分離出來產(chan) 生電子–空穴對,形成較大的反向電流。發生齊納擊穿需要的電場強度約為(wei) 2×105V/cm,這隻有在雜質濃度特別大的PN結中才能達到。因為(wei) 雜質濃度大,空間電荷區內(nei) 電荷密度(即雜質離子)也大,因而空間電荷區很窄,電場強度可能很高。