文档介绍：PN PN结的击穿结的击穿雪崩倍增隧道效应热击穿击穿现象击穿机理:电击穿BV? 碰撞电离率和雪崩倍增因子反向电压可使被碰撞的价带电子跃迁到导带,从而产生一对新的电子空穴对,这就是碰撞电离。碰撞电离主要发生在反偏PN 结的耗尽区中。G, , , ,E E E E? ???????当时0dlE q E x? ??电子(或空穴)在两次碰撞之间从电场获得的能量为 1、碰撞电离率定义:一个自由电子(或空穴)在单位距离内通过碰撞电离而产生的新的电子空穴对的数目称为电子(或空穴)的碰撞电离率,记为:。in ip( )? ?或式中,A、B、m 为经验常数,可在表2-1 中查到。iexpmBAE?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?与电场E 强烈有关,可用如下经验公式近似表示i? 2、雪崩倍增因子定义:包括雪崩倍增作用在内的流出耗尽区的总电流与流入耗尽区的原始电流之比,称为雪崩倍增因子,记为M。同理,由于电子的碰撞电离在dx 距离内新增的流出( x+dx ) 面的空穴数目为单位时间内流过位于x 处面上单位面积的空穴数目为由于这些空穴的碰撞电离而在dx 距离内新增的流出( x+dx )面的空穴数目为??p p01J x Jq? ??? ???p p0 ip1dJ x J xq?? ??? ???n n0 in1dJ x J xq??? ?? ?p0Jp( )J xp d( )J xn( )J x?n0J?0xdx x?dxE为简便起见,假设,则流出( x+dx ) 面的总的新增空穴数目为ip in i? ??? ?p n 0 i1[ ( ) ( ) ] dJ x J x J xq?? ?在dx 距离内新增的空穴电流为将上式从x = 0 到x = xd 积分,得:p p n 0 ip d 0 id [ ( ) ( ) ] d[ ( ) ] dJ J x J x J xJ x J x??? ??? ?dp d 0 0 p d 0i00 0( ) ( )dxJ x J J J x JxJ J??? ???d dp d p p d 0 i0 0( ) d [ ( ) ] dx xJ x J J x J x?? ??? ?di01 dxM M x?? ??di011 dxMx????上式中,称为电离率积分。di0dxx??当,总电流就是原始电流,表示无雪崩倍增效应。di0d 0 , 1xx M?? ??时随着反向电压di p d B0d 1 , , ( ) , ( )xx M J x V V?? ???????当时di0d 1xx???,即发生di i0d ,xE x M? ?????????????总电流雪崩击穿。由此可得发生雪崩击穿的条件是 3、雪崩击穿条件di011 dxMx????实际计算击穿电压VB 时,常采用如下近似方法。由于随E 的变化很剧烈,所以对积分起主要作用的只是电场峰值附近的很小一部分区域。这个区域内几乎不变,因此可以近似认为,当达到某临界电场EC 时,即可满足击穿条件,从而发生雪崩击穿。雪崩击穿1、利用雪崩击穿条件计算雪崩击穿电压对一定掺杂浓度的PN结,先计算出对应于各反向电压V 的E(x),及与E(x) 对应的?i (x) ,再求电离率积分。当V 增大到使该积分等于1 时,