雪崩擊穿和齊納擊穿有什么區別?


雪崩擊穿和齊納擊穿是兩種不同的半導體器件擊穿現象,它們在多個方面存在明顯的區別。以下是雪崩擊穿和齊納擊穿的主要區別:
擊穿原理:
雪崩擊穿:在高反向偏置電壓下,當電場強度足夠強時,少量自由載流子會產生二次沖擊,形成雪崩效應,導致電流急劇增加。這是載流子倍增效應的結果,即一個載流子在電場作用下漂移單位距離時,能夠產生多個電子-空穴對。
齊納擊穿:主要取決于空間電荷區中的強電場,并且需要較薄的隧穿區域。在強電場的作用下,價電子可以被直接從共價鍵中拉出來,變為自由電子,同時產生空穴,這個過程稱為場致激發。由場致激發而產生大量的載流子,導致反向電流劇增。
電場與空間電荷區的關系:
雪崩擊穿:除了與電場強度有關以外,同樣與空間電荷區的寬度有關。空間電荷區越寬,倍增次數越多,因此雪崩擊穿要求“結厚”。
齊納擊穿:主要取決于空間電荷區中的最大電場,而不太受空間電荷區寬度的影響。齊納擊穿要求“結薄”,以便在較小的反向電壓下就能在空間電荷區內建立一個很強的電場。
溫度系數:
雪崩擊穿:具有正溫度系數。隨著溫度升高,載流子受散射加劇,碰撞電離率減小,因此擊穿電壓隨溫度升高而增加。
齊納擊穿:具有負溫度系數。溫度升高導致禁帶寬度減小,隧穿幾率增大,因此擊穿電壓隨溫度升高而減小。
摻雜濃度與PN結結構:
雪崩擊穿:主要發生在摻雜濃度較低、勢壘區較寬的PN結中。
齊納擊穿:主要發生在摻雜濃度較高、勢壘區較薄的PN結中。
電流響應與應用:
雪崩擊穿:電流響應非常陡峭,適用于高功率、高頻率環境下的電路保護,如雪崩二極管。
齊納擊穿:電流響應相對較平穩,常用于穩壓電路,如齊納二極管。
綜上所述,雪崩擊穿和齊納擊穿在擊穿原理、電場與空間電荷區的關系、溫度系數、摻雜濃度與PN結結構以及電流響應與應用等方面都存在明顯的區別。這些區別使得它們在不同的應用場景中具有各自的優勢和適用性。
責任編輯:Pan
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