电压的增大而略有增大,当反向电压增大到某一值时,反向电流骤然变化,这种现象称为PN结击穿。Р击穿特性Р电子和空穴在强电场作用下,向相反的方向运动,与空间电荷区内晶格原子发生碰撞,能把价键上的电子碰撞出来,成为导电电子,同时产生空穴,随着碰撞的继续,载流子就大量增加这种产生载流子的方式称为载流子的雪崩倍增或碰撞电离。当反向偏压增大到某一数值后,载流子迅速增多,使反向电流急剧增大,从而发生了PN结击穿,称为雪崩击穿。Р一、雪崩击穿Р1. 击穿机理Р雪崩倍增机理Р一个载流子在电场作用下,漂移单位距离时,碰撞电离产生的电子-空穴对数称为电子(空穴)的电离系数。电子的电离系数a(x)和空穴的电离系数β(x)都是电场的函数,一般情况下不相等。Р由于势垒区电场强度处处不等,因此,有效电离率也是位置的函数,且主要集中在电场强度最大附近。Р2、击穿特性分析РPРNР电?子?雪?崩Р未?碰?撞Р雪崩条件下反偏压PN结的电流成分Р电场方向Р空?穴?雪?崩Р未碰撞Р引入空间电荷区?的空穴Р未碰撞Р引入空间电荷区?的电子Рa(x) ≌β(x)Р③Р①Р①Р②Р②Р③Р电子流Р空穴流Р电子流Р空穴流Р产生项Р发生碰撞电离之后,反向电流增加为:Р没有碰撞电离的载流子是以 Ip(0)、In(W)和空间电荷产生项G引入空间电荷区。Р有碰撞电离时,空穴向右方边走边增加,电子向左方边走边增加。在Δx内每单位面积上空穴电流的连续性要求:Р或Р类似有:Р或Р产生电流Р反向饱和电流Р分别积分Р相加得到:Р表示电流倍增的程度Р雪崩倍增因子РIР雪崩倍增因子定义为:Р理论上,当M接近无限大时,就达到雪崩击穿的条件:Р电离系数a(x)的经验公式为:Р式中,AB是材料常数。对于硅,A=9×105cm-1,B=1.8×106V/cm。对于Ge、Si,m=1;GaAs、GaP,m=2。电场的大小则要由对每个结解泊松方程进行计算。
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