PN结击穿特性（下）在线视频

2.5PN结的击穿
6) 结构对雪崩击穿电压的影响：
    低掺杂浓度区厚度的影响，当低掺杂浓度区的厚度小于空间电荷区在该区的展宽时，雪崩击穿电压随厚度的增加而增加。

   曲率半径的影响：结深 xj  越小，曲率半径就越小，电场就越集中，击穿电压VB也就越低，且多发生在表面而不是体内。

2、齐纳击穿
随着反向电压的提高，电场强度增大，隧道长度d减薄，使反向电流增大。当反向电压增大到使电场强度达到临界值时，d变的足够小，使反向电流急剧增大，这种现象就称为齐纳击穿，或隧道击穿。
3、两种击穿的比较

xd 较大时，即N0或a较小时，较易发生雪崩击穿，       

xd较小时，即N0或a较大时，较易发生齐纳击穿。

对于 Si ，大于7V 一般认为是雪崩击穿，小于5V时为齐纳击穿。

4、热击穿
    反向电压增加，功率增加，结温增加，漏电流增加。当结温不受控制的不断上升时，将导致PN 结的烧毁，这就是热击穿。热击穿是破坏性的，不可逆的。

6）结的结构对VB的影响
    只有满足以下条件的 PN 结，才能使用以上公式来计算击穿电压 VB ：

• 平行平面结

• 低掺杂中性区的厚度足够厚

   

     然而实际上绝大多数 PN 结并不满足这些条件 ，这就必须对计算击穿电压的公式加以修正。 

低掺杂区厚度的影响

     当低掺杂浓度区的厚度小于雪崩击穿时的耗尽层厚度时，低掺杂浓度区的厚度越薄，雪崩击穿电压越小。

• 结面曲率半径的影响

        由扩散工艺形成的PN 结，在结面的四周和四角会形成柱面与球面。结面的剖面图和立体结构图如图所示。

        结深 xj越小，率半径就越小，电场就越集中，击穿电压VB也就越低，且多发生在表面而不是体内。

        如何避免曲面半径的影响？
       采用台面工艺和场效应换技术。
总结：提高雪崩击穿电压的措施主要包括：
降低掺杂浓度；
低掺杂浓度区的厚度要足够厚；
结深要深；
采用台面或场效应换技术。

2、齐纳击穿（隧道击穿）

    隧道效应是指：由于电子具有波动性，可有一定的几率穿过势垒。势垒越薄，隧道效应就越明显。

        由于存在隧道效应，使价带中不具有EG  能量的A点电子可有一定的几率穿过隧道到达导带中的B点，从而进入N 区形成反向电流。经分析，A、B 两点间的隧道长度 d 可表为:

由量子力学可知，隧道电流可表为：

       随着反向电压的提高，大电场强增大，隧道长度d减薄，使反向电流增大。当反向电压增大到使最大电场强达到临界值时，d 变的足够小，使反向电流急剧增大，这种现象就称为齐纳击穿，或道隧击穿。

        Si和Ge PN结的齐纳击穿临界电场分别为 1200 kV/cm和200 kV/cm。
3、两种击穿的比较
    雪崩击穿的条件：

隧道击穿的条件:

足够小
        xd 较大时，即N0或a较小时，较易发生雪崩击穿，xd 较小时，即N0或a较大时，较易发生齐纳击穿。
当

 时，容易发生雪崩击穿；当

时，容易发生隧道击穿. 对于Si，这分别相当于7V和5V左右。
4、热击穿
      PN结的电流与温度有关，温度越高，电流越大，功耗就越大，满足如下关系：

上式中V为反向电压，Tj为PN结的结温。

    当Tj不受控制的不断上升时，将导PN结的烧毁，这就是热击穿。热击穿是破坏性的，不可逆的。

单位时间内散发掉的热量为：

式中Ta代表环境温度，RT代表热阻，其计算公式为：

式中，ρ_T和K别为材料的热阻率与热导率，L与A分别代表传热途径上的长度和横截面积。
当 P > Pd时，Tj上升；
当P < Pd 时，Tj下降；
当P＝Pd时，Tj维持不变，达到平衡。