半導體器件(尤其是二極管)在反向偏置條件下會發(fā)生三種不同類型的擊穿現(xiàn)象,齊納擊穿、雪崩擊穿和熱電擊穿。
齊納擊穿:當施加于PN結上的反向電壓達到某個特定值時,強電場作用下電子從價帶直接躍遷到導帶,導致電流急劇增加。主要發(fā)生在相對較低的電壓范圍內,摻雜濃度非常高的PN結中。齊納二極管利用這一原理,常用于穩(wěn)壓電路。
雪崩擊穿:當PN結承受足夠大的反向電壓時,自由載流子(電子-空穴對)在強電場作用下加速運動,并通過碰撞產生更多的自由載流子,從而形成連鎖反應。相對于齊納擊穿,它需要更高的臨界電壓,擊穿過程中伴隨有明顯的溫度升高。
理論上任何二極管都可能發(fā)生雪崩擊穿,某些情況下會被設計用來保護電路免受過電壓損害。
熱電擊穿:當半導體材料內部因局部過熱而引發(fā)不可逆損傷或永久性破壞??赡苁情L時間處于超過額定條件下的工作狀態(tài)等引起。一旦發(fā)生,器件往往會完全失效。
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