二极管击穿理解的误区知识讲解
什么是二极管的反向击穿电压
什么是二极管的反向击穿电压二极管是一种最简单的电子元件之一,被广泛应用于电子设备中。
它具有单向导电性,即只允许电流在一个方向上通过,而在反向时则会产生一个特殊的现象——反向击穿。
本文将详细探讨什么是二极管的反向击穿电压,并对其重要性和影响因素进行讨论。
一、二极管的基本原理在介绍二极管的反向击穿电压之前,我们首先需要了解二极管的基本原理。
二极管由两个半导体材料——P型半导体和N型半导体构成,它们通过P-N结的方式连接在一起。
这种连接方式使得二极管具有单向导电性质。
当施加正向电压时,即将P型半导体连接处接上正极,N型半导体连接处接上负极时,电流可以顺着P型半导体的电子流动方向通过,此时二极管处于导通状态。
相反,当施加反向电压时,即将P型半导体连接处接上负极,N型半导体连接处接上正极时,电流不能流动,此时二极管处于截止状态。
二、反向击穿电压的定义在反向电压作用下,如果二极管的PN结处的电场强度超过某个临界值,就会发生反向击穿现象。
反向击穿电压定义为二极管在截止状态下,施加的最大可逆反向电压。
当电压超过反向击穿电压时,电流能够短暂地在二极管的PN结中通过,形成反向击穿电流。
反向击穿可以分为两种形式,一种是Zener击穿,另一种是Avalanche击穿。
Zener击穿是在高浓度掺杂的二极管中发生的,而Avalanche击穿则是在低浓度掺杂的二极管中发生的。
三、反向击穿电压的重要性反向击穿电压是评价二极管性能的重要指标之一。
首先,它可以用于保护电路。
当外界电压超过二极管的反向击穿电压时,二极管会截断电路,阻止电路中的过电压对其他元件造成损害。
其次,反向击穿电压还可以用于设计电压参考源、稳压电路和电压表等。
四、影响反向击穿电压的因素1. 温度:温度是影响反向击穿电压的重要因素之一。
通常情况下,随着温度的升高,反向击穿电压会降低。
原因在于温度升高会导致半导体材料的能带结构变化,从而影响了反向击穿电压的大小。
2. PN结电流:PN结电流也会对反向击穿电压产生影响。
mos管寄生二极管击穿的失效机理
mos管寄生二极管击穿的失效机理mos管寄生二极管击穿是一种常见的失效现象,对于电子设备的正常运行会造成严重的影响。
为了更好地理解mos管寄生二极管击穿的失效机理,本文将从深度和广度两个维度进行全面评估,并分享我的个人观点和理解。
一、mos管寄生二极管概述我们需要了解mos管的基本结构。
mos管是一种具有三个电极的半导体器件,包括栅极、漏极和源极。
它内部由p型和n型的半导体材料组成,栅极和源极之间形成的pn结就是mos管寄生二极管。
二、mos管寄生二极管的击穿失效mos管寄生二极管击穿失效指的是在mos管工作过程中,寄生二极管因过高的电压或电流而失效。
导致mos管寄生二极管击穿失效的因素可以分为以下几个方面:1. 过高的电压:当mos管寄生二极管处于反向偏置状态时,如果外部施加的电压超过了它的击穿电压,就会导致击穿失效。
而击穿电压的高低与mos管的制造工艺和设计参数有关。
2. 过高的电流:过大的电流也会导致mos管寄生二极管击穿失效。
当mos管在工作过程中,因为负载的变化或其他原因导致电流突然增大时,如果超出了寄生二极管的最大允许电流,就会发生击穿。
3. 温度效应:温度对mos管寄生二极管击穿失效也有一定的影响。
当mos管工作温度过高时,导致寄生二极管的击穿电压降低,更容易发生失效。
4. 同时存在多个失效因素:在实际的应用场景中,往往不只存在一种因素导致mos管寄生二极管的失效,可能同时存在电压、电流和温度等多个因素的耦合作用。
三、如何避免mos管寄生二极管击穿失效为了避免mos管寄生二极管击穿失效,我们可以采取以下措施:1. 合理选择mos管:在设计电子设备时,应根据实际需求选择适合的mos管,包括击穿电压、最大允许电流等参数。
合理匹配mos管和电路参数,避免过大或过小的设计误差。
2. 合理设计电路:在电路设计中,需要充分考虑寄生二极管的特性和工作环境,选择合适的保护电路,如二极管、稳压器等,来限制和分流寄生二极管的电流。
二极管击穿 原理
二极管击穿原理
二极管击穿是指当二极管的反向电压超过其额定反向击穿电压时,二极管将失去其原有的封锁状态,电流会迅速增加,导致二极管出现击穿。
二极管一般工作在正向偏置的情况下,即前向电压大于零。
在这种状态下,二极管处于导通状态,电流可以通过二极管正向流动。
根据二极管的结构特点,当施加一个正向电压时,正向方向的PN结会导致电子从n型区域注入到p型区域,并与p
型区域中多余的空穴复合,形成电流。
而当施加一个反向电压时,反向方向的PN结会形成一个耗尽区,电子和空穴会被PN结分开,并阻止电流通过。
在理想情
况下,当施加的反向电压达到二极管的额定反向击穿电压时,电子和空穴会突破PN结的耗尽区域,形成电流。
这种电流被
称为击穿电流。
击穿电流的形成是由于反向电压导致PN结内的电场强度增加,达到电子和空穴能够逾越PN结的能力,从而发生反向电流。
击穿电流的产生会导致二极管损坏,因此在设计电路时需要注意反向电压不要超过二极管的击穿电压。
二极管击穿的原理是PN结内电场强度增加导致电子和空穴能
逾越PN结,从而形成反向电流。
理解这个原理对于正确使用
二极管并保护电路的稳定性非常重要。
二极管反向击穿的原理
二极管反向击穿的原理
二极管反向击穿是指在二极管的反向电压达到一定值时,电流突然增大的现象。
这种现象是由于二极管的PN结在反向电压作用下,电子和空穴被强烈地加速,从而产生了电子-空穴对。
当这些电子-空穴对达到一定数量时,它们会在PN结中发生复合,产生大量的载流子,导致电流突然增大。
二极管反向击穿有两种形式:Zener击穿和Avalanche击穿。
Zener 击穿是指在反向电压达到Zener电压时,PN结中的Zener电子被强烈地加速,从而产生大量的电子-空穴对,导致电流突然增大。
Zener击穿是一种可控的击穿方式,可以用于稳压电路中。
Avalanche击穿是指在反向电压达到Avalanche电压时,PN结中的电子和空穴被强烈地加速,从而产生大量的电子-空穴对,导致电流突然增大。
Avalanche击穿是一种不可控的击穿方式,会对电路造成损害。
二极管反向击穿的原理是基于PN结的特性。
PN结是由P型半导体和N型半导体组成的结构,具有单向导电性。
当PN结处于正向偏置时,P型半导体中的空穴向N型半导体中的电子流动,形成电流;当PN结处于反向偏置时,P型半导体中的空穴和N型半导体中的电子被PN结阻挡,电流几乎为零。
但是,当反向电压达到一定值时,PN结中的电子和空穴被强烈地加速,从而产生大量的电子-空穴对,导致电流突然增大,即发生反向击穿。
二极管反向击穿在电路设计中有着重要的应用。
例如,在稳压电路中,可以利用Zener击穿的特性来实现稳定的电压输出;在保护电路中,可以利用二极管反向击穿的特性来保护电路免受过电压的损害。
但是,在实际应用中,需要注意反向击穿的电压和电流,以避免对电路造成损害。
二极管击穿后是短路还是断路
二极管击穿后是短路还是断路2018-08-26 出处:网络话题:二极管击穿后是短路还是断路回答:并非只有“短路”、“断路”两个状态可选,有3种情形可出现:1. 二极管击穿后两端存在一个稳定的电压降,就像稳压管一样。
2. 因为阻抗比未击穿时大大减小,可能(不是必定,看具体电路情况)造流上升,电流、电压的乘积若大于二极管功耗,就会进而烧毁PN结,此时呈现短路。
3. 短路后电流可能(不是必定)进一步加大,半导体材料的导电率远不如导体,金属导线尚可以被烧断,因此融化了的PN结也可以在大电流下,进一步被烧断而开路。
话题:二极管被击穿,就是损坏了,是短路还是断路回答:两种故障状态都可以出现。
刚被击穿是为短路,随之可以引起短路电流,如果电流足够大,就可以把二极管烧断。
参考回答:展开全部两种故障状态都可以出现。
刚被击穿是为短路,随之可以引起短路电流,如果电流足够大,就可以把二极管烧断。
话题:二极管被击穿,这是短路还是断路?回答:既有短路也有断路的。
大电压多会导致短路,大电流会断路。
二极管:电元件当中,一种具有两个电极的装置,只允电流由单一方向流过,多的使用是应用其整流的功能。
img src="s: pic.wenwen.soso./p/201060/201060040-156061_png_262_1_5631.jpg"击穿:外加反向电压超过某一数值时,反向电流会突然增大,这种现象称为电击穿。
引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。
电击穿时二极管失去单向导电。
如果二极管没有因电击穿而引起过热,则单向导电不一定会被永久破坏,在撤除外加电压后,其能仍可恢复,否则二极管就损坏了。
因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。
话题:稳压二极管击穿后是断路还是短路回答:都有可能,二极管击穿都有两种现象,一种是完全短路,一种是完全开路,只要出何一种情况,都视为击穿话题:稳压二极管击穿后是断路还是短路回答:都有可能,二极管击穿都有两种现象,一种是完全短路,一种是完全开路,只要出何一种情况,都视为击穿话题:他本来就是在反向击穿状态,坏了后是短路呢?还是断路??回答:在二极管所承受反向电压大于其标称稳压值的情况下,稳压管会反向击穿,用以限定电压上限,击穿后稳压管两端电压为其稳压值这种击穿是可以恢复的,即在电压值降低以后,稳压管会脱离击穿状态,相当于开路。
光伏接线盒二极管击穿的原理
光伏接线盒二极管击穿的原理
噫,你问到光伏接线盒里二极管击穿的事儿啊,这可得好好给你说说。
咱们先从原理上讲起。
在光伏系统里头,那接线盒就像个交通枢纽,把光伏板产生的电能传到电池或者电网里头去。
而这二极管呢,就像个守门员,防止电流乱窜。
但有时候,这守门员也会出问题,就是咱们说的“击穿”。
击穿这事儿,说白了就是电压太大了,二极管承受不住,就像你拿个大锤子去砸鸡蛋,鸡蛋肯定得碎。
在光伏系统里,如果电压或电流超出了二极管的承受范围,那二极管里面的材料就会被破坏,形成一条通道,让电流直接穿过去,这就叫击穿。
那为啥会超出承受范围呢?原因可不少。
比如说,光伏板可能老化,产生的电压就不稳定;或者接线有问题,导致电流过大;还有可能是二极管本身质量不行,承受不了大电压。
要避免二极管击穿,就得从源头上解决问题。
得定期检查光伏板和接线,确保它们都好好的;还得选用质量好的二极管,别为了省几个钱就买个次品。
这样,光伏系统才能稳定运行,咱们用电才能放心。
咱再说说这方言的事儿。
四川话里头,击穿可以说成“被电压打穿了”;陕西方言可能会说“二极管让电流给戳破了”;北京话可能就是“二极管扛不住了,给电压干趴下了”。
虽然说法不一样,但意思都差不多,都是说二极管承受不住电压,坏了。
所以啊,光伏接线盒里的二极管击穿,就是这么个原理。
咱们得注意检查和维护,才能让光伏系统稳定运行,咱们用电才能更放心。
二极管击穿原理
二极管击穿原理二极管是一种具有正向导通和反向截止特性的电子器件。
当二极管处于正向偏置状态时,电流能够顺利流过;而当二极管处于反向偏置状态时,电流无法通过。
而当反向电压超过二极管的击穿电压时,二极管会发生击穿现象。
二极管的击穿现象是指在反向电压达到一定程度时,二极管内部的电场强度增加到足够大,从而导致载流子的加速和撞击。
这会导致二极管内部的绝缘层被击穿,使得反向电流突破截止状态,导致电流急剧增加。
击穿现象可以分为两种情况:正向击穿和反向击穿。
正向击穿是指当二极管处于正向偏置状态时,正向电压超过击穿电压,导致二极管内部的载流子加速,撞击到原子,使得原子内部的电子从价带跃迁至导带,形成电流。
这种情况下,二极管会保持较低的电压降,维持在击穿电压附近。
反向击穿是指当二极管处于反向偏置状态时,反向电压超过击穿电压,导致二极管内部的电场强度增加,使得载流子加速。
当电场强度足够大时,会产生电子的空穴对,形成电流。
这种情况下,二极管的电流会急剧增加,电压降也会明显增加。
在实际应用中,二极管的击穿现象常常是不可避免的。
因此,对于设计和选择二极管的电路,需要充分考虑击穿电压。
一方面,过高的击穿电压可能导致二极管过载,使其失去正常的工作特性;另一方面,过低的击穿电压可能导致二极管无法在正常工作范围内工作。
因此,合理选择二极管的击穿电压是非常重要的。
二极管的击穿现象还可以应用在一些特殊的电路中。
例如,击穿二极管可以用作过压保护装置,当电路出现过电压时,击穿二极管会迅速导通,将过电压引流,以保护其他电子元件不受损坏。
击穿二极管还可以用于电压参考、稳压、电压限制等电路中,起到重要的作用。
二极管的击穿现象是指在反向电压达到一定程度时,二极管内部的电场强度增加导致载流子的加速和撞击,从而使得电流突破截止状态。
正向击穿和反向击穿是二极管击穿的两种情况。
合理选择击穿电压对于二极管的正常工作和电路设计是非常重要的。
同时,击穿二极管还可以应用在一些特殊的电路中,起到保护、稳定电压等作用。
mos体二极管反向击穿电压
mos体二极管反向击穿电压mos体二极管是一种特殊的二极管,具有反向击穿电压的特性。
在本文中,将详细介绍mos体二极管反向击穿电压的概念、作用、影响因素以及相关应用。
mos体二极管的反向击穿电压是指在正向工作状态下,当反向电压超过一定的阈值时,二极管会发生击穿现象。
这个击穿电压是保证器件正常工作的重要参数之一。
mos体二极管的反向击穿电压一般较高,常常达到几百伏甚至上千伏,能够在高电压环境下正常工作。
mos体二极管的反向击穿电压在实际应用中具有重要的作用。
首先,它能够保护mos体二极管免受过高的反向电压的损害。
当外部电路出现反向电压过高的情况时,mos体二极管能够通过击穿现象将多余的电压释放,保护其他器件的正常工作。
然后,影响mos体二极管反向击穿电压的因素有很多。
首先是材料的影响。
mos体二极管的反向击穿电压与材料的特性有关,不同的材料具有不同的击穿电压。
其次是结构的影响。
mos体二极管的结构对反向击穿电压也有一定的影响,不同的结构形式会导致不同的击穿电压。
此外,温度也是影响mos体二极管反向击穿电压的重要因素,温度升高会导致击穿电压降低。
mos体二极管的反向击穿电压在各种电子设备中得到广泛的应用。
例如,在电源管理电路中,mos体二极管的反向击穿电压可以用来保护其他器件免受过高的反向电压的侵害。
在高压电源中,mos体二极管的反向击穿电压可以用来控制电压的稳定性。
此外,在一些特殊的电子设备中,mos体二极管的反向击穿电压还可以作为触发器件,实现电路的开关功能。
mos体二极管的反向击穿电压是保证器件正常工作的重要参数之一。
它能够在外部电路出现反向电压过高时发挥保护作用,并且在各种电子设备中得到广泛的应用。
因此,在设计和选择mos体二极管时,需要充分考虑其反向击穿电压的特性,以保证电路的正常工作和稳定性。
二极管击穿原理
二极管击穿原理
二极管击穿是指当二极管的反向电压超过一定值时,会使二极管的绝缘层发生击穿现象。
击穿分为正向击穿和反向击穿两种情况。
1. 正向击穿:在正向电压过大的情况下,受电场的作用,载流子的动能增加,足以克服PN结的势垒电势,从而导致载流子
的大量注入,形成较大的正向电流。
这种击穿的主要原因是电场强度超过了材料的耐受能力,导致二极管失去正向输入信号的作用,从而出现短路现象。
2. 反向击穿:反向电压过高时,电子与空穴会获得足够的能量,以跃迁透过绝缘层,导致发生反向电流。
反向击穿的原因主要是因为绝缘层的电场强度过大,使得电子与空穴获得克服绝缘层的能量而突破绝缘层,导致电流的不稳定。
二极管的击穿会导致电流大幅度增加,可能对电路产生不可逆的损害。
因此,在设计电路时,应合理选取二极管的额定反向电压,并采取防止击穿的措施,例如添加过压保护元件,以保证电路的可靠性和稳定性。
二极管击穿理解的误区
之阳早格格创做本来初教者对付于二极管打脱的问题,偶尔间会有一个误区,尔便有过那样的情况.更加当咱们瞅到二极管打脱电压可达到1000V以至大概更下的时间,有些人大概会爆收那样一个疑问:咱们相识到硅二极管的正背导通压落约为0.6~0.8V,锗二极管的正背导通压落约为0.2~0.3V,而为什么,其打脱电压不妨达到1000V呢?对付于那个问题咱们先相识一下二极管的一些个性1、二极管的正背性中加正背电压时,正在正背个性的起初部分,正背电压很小,缺累以克服PN结内电场的阻挡效用,正背电流险些为整,那一段称为死区.那个不克不迭使二极管导通的正背电压称为死区电压.当正背电压大于死区电压以来,PN结内电场被克服,二极管正背导通,电流随电压删大而赶快降下.正在平常使用的电流范畴内,导通时二极管的端电压险些保护稳定,那个电压称为二极管的正背电压.当二极管二端的正背电压超出一定数值,内电场很快被削强,电流赶快删少,二极管正背导通.喊干门坎电压或者阈值电压,硅管约为0.5V,锗管约为0.1V.硅二极管的正背导通压落约为0.6~0.8V,锗二极管的正背导通压落约为0.2~0.3V.2、二极管的反背性中加反背电压不超出一定范畴时,通过二极管的电流是少量载流子漂移疏通所产死反背电流.由于反背电流很小,二极管处于截行状态.那个反背电流又称为反背鼓战电流或者泄电流,二极管的反背鼓战电流受温度效用很大.普遍硅管的反背电流比锗管小得多,小功率硅管的回声鼓战电流正在nA数量级,小功率锗管正在μA数量级.温度降下时,半导体受热激励,少量载流子数目减少,反背鼓战电流也随之减少.打脱中加反背电压超出某一数值时,反背电流会突然删大,那种局面称为电打脱.引起电打脱的临界电压称为二极管反背打脱电压.电打脱时二极管得来单背导电性.如果二极管不果电打脱而引起过热,则单背导电性纷歧定会被永暂益害,正在裁撤中加电压后,其本能仍可回复,可则二极管便益坏了.果而使用时应预防二极管中加的反背电压过下.二极管是一种具备单背导电的二端器件,有电子二极管战晶体二极管之分,电子二极管果为灯丝的热耗费,效用比晶体二极管矮,所以现已很少睹到,比较罕睹战时常使用的多是晶体二极管.二极管的单背导电个性,险些正在所有的电子电路中,皆要用到半导体二极管,它正在许多的电路中起着要害的效用,它是诞死最早的半导体器件之一,其应用也非常广大.二极管的管压落:硅二极管(不收光典型)正背管压落0.7V,锗管正背管压落为0.3V,收光二极管正背管压落会随分歧收光颜色而分歧.主要有三种颜色,简直压落参照值如下:白色收光二极管的压落为2.02.2V,黄色收光二极管的压落为1.8—2.0V,绿色收光二极管的压落为3.0—3.2V,平常收光时的额定电流约为20mA.如果小心的话,咱们不易从二极管的反背性得出论断,咱们常常所道的二极管的打脱,是指反背打脱,注意一个词汇语,那是闭键,便是“反背”,常常所道的打脱,皆是反背打脱,使得二极管得来单背导通性.。
二极管的反向击穿电压和正向击穿电压
二极管的反向击穿电压和正向击穿电压1.引言1.1 概述概述二极管是一种常见的电子元件,具有较为特殊的电特性。
在正向偏置情况下,二极管可以作为整流器,将交流信号转化为直流信号。
而在反向偏置情况下,二极管的反向击穿电压和正向击穿电压则成为了重要的参数,直接影响着二极管的工作状态和可靠性。
反向击穿电压是指当反向电压达到一定阈值时,二极管开始导通的电压值。
这种导通现象称之为反向击穿。
正向击穿电压则是指当正向电压超过二极管的额定值时,二极管无法正常工作,电流急剧升高并可能损坏的电压值。
了解二极管的反向击穿电压和正向击穿电压对于设计和应用电路非常重要。
首先,反向击穿电压的提前预测和合理控制可以有效避免二极管在过反向电压情况下受损或烧毁,保证电路的可靠性和稳定性。
其次,正向击穿电压的合理选择也是设计电路中必须考虑的因素。
选择过小的正向击穿电压容易导致二极管无法正常工作,而选择过大的正向击穿电压则会增加二极管功耗和成本。
本文将重点讨论二极管的反向击穿电压和正向击穿电压的定义、影响因素以及对二极管设计和应用的启示。
通过深入了解这些关键参数,我们可以更好地理解二极管的工作原理,优化电路设计,并提高电路的可靠性和性能。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写:1.2 文章结构本文将分为三个主要部分进行讨论:引言、正文和结论。
引言部分将首先概述本文要讨论的主题,即二极管的反向击穿电压和正向击穿电压。
接着,介绍文章的结构,明确每个部分的内容和目的。
正文部分将详细探讨反向击穿电压和正向击穿电压的相关内容。
其中,反向击穿电压部分将包括对其定义的解释以及影响因素的讨论。
正向击穿电压部分也将类似地进行,包括对其定义的解释和影响因素的讨论。
通过这两个部分的讨论,读者将对二极管的反向击穿电压和正向击穿电压有更全面的了解。
结论部分将对本文的内容进行总结。
首先,强调反向击穿电压和正向击穿电压的重要性。
随后,提供对二极管设计和应用的启示,以帮助读者将这些电压参数应用于实际工程中。
肖特基二极管击穿的原因
肖特基二极管击穿的原因
肖特基二极管(Schottky diode)是一种特殊的二极管,其击穿是指在正向偏置状态下,电压超过一定阈值时,电流突然急剧增加的现象。
肖特基二极管的击穿原因可以从以下几个方面进行解释。
肖特基二极管击穿的原因之一是电场击穿。
当电压升高到一定程度时,由于电子在P区与N区的结界面上发生冲击电离,产生了大量的自由电子和空穴,使得电流急剧增加。
在击穿时,电子和空穴的冲击电离过程会形成一个电流浪涌,导致击穿电流迅速上升。
肖特基二极管击穿的原因还可以归因于热击穿效应。
当正向偏置电压升高时,由于电子在N区的能量增加,电子与晶格的碰撞频率也随之增加。
当电子与晶格碰撞的能量转移超过晶格的散热能力时,晶格温度会急剧升高,进而导致晶体的热击穿。
肖特基二极管的击穿还可能与电子的隧穿效应有关。
在正向偏置状态下,当电子能量高于N区的费米能级时,电子可以通过隧穿效应穿越PN结,形成电流。
当电压升高到一定程度时,隧穿效应会变得更加显著,电流也会急剧增加,从而引起击穿现象。
肖特基二极管的材料特性也会影响其击穿特性。
肖特基二极管的结界面由金属与半导体形成,金属的导电性较好,而半导体的导电性较差。
这种材料特性使得肖特基二极管具有较低的击穿电压,即在较低的电压下就会发生击穿现象。
肖特基二极管击穿的原因主要包括电场击穿、热击穿效应、电子隧穿效应以及材料特性。
这些原因共同作用导致了肖特基二极管在正向偏置状态下电压超过一定阈值时的击穿现象。
了解这些击穿原因有助于我们更好地理解肖特基二极管的工作原理和应用。
二极管的三种击穿形式
二极管的三种击穿形式
二极管的击穿通常有三种情况:雪崩击穿、齐纳击穿和热击穿。
PN结反向击穿有齐纳击穿和雪崩击穿,一般两种击穿同时存在。
对于齐纳管来说,两者的区别主要是:电压低于5-6V的齐纳管,齐纳击穿为主,稳压值的温度系数为负;电压高于5-6V的齐纳管,雪崩击穿为主,齐纳管的温度系数为正;电压在5-6V之间的齐纳管,两种击穿程度相近,温度系数最好,这就是为什么许多电路使用5-6V 齐纳管的原因。
(1)雪崩击穿
对于掺杂浓度较低的PN结,结较厚,当外加反向电压高到一定数值时,因外电场过强,使PN结内少数载流子获得很大的动能而直接与原子碰撞,将原子电离,产生新的电子空穴对,由于链锁反应的结果,使少数载流子数目急剧增多,反向电流雪崩式地迅速增大,这种现象叫雪崩击穿。
雪崩击穿通常发生在高反压、低掺杂的情况下。
稳定电压VZ>7V的属于雪崩击穿。
(2)齐纳击穿
对于采用高掺杂(即杂质浓度很大)形成的PN结,由于结很薄,即使外加电压并不高(如4V),就可产生很强的电场将结内共价键中的价电子拉出来,产生大量的电子一空穴对,使反向电流剧增,这种现象叫齐纳击穿。
齐纳击穿一般发生在低反压、高掺杂的情况下。
稳定电压低
(VZ<4V)时是齐纳击穿。
(3)热击穿
在使用二极管的过程中,如由于PN结功耗(反向电流与反向电压之积)过大,使结温升高,电流变大,循环反复的结果,超过PN结的允许功耗,使PN结击穿的现象叫热击穿。
热击穿后二极管将发生永久性损坏,所以必须避免热击穿。
12模拟IC学习记录-二极管的反向击穿
12模拟IC学习记录-二极管的反向击穿二极管是一种最简单的电子元件之一,也是电子电路中使用最广泛的元件之一、它是由两个P型材料和N型材料交替连接而成。
正常工作状态下,二极管会有一个正向电压的压降,而没有反向电压的导通。
然而,在一些特定的情况下,二极管会发生反向击穿现象,导致电流突然增大,这可能会对电路造成不良影响。
因此,对于二极管的反向击穿现象,我们需要进行深入的学习和记录,以便更好地了解和利用这一现象。
二极管的反向击穿现象可以分为两种:势垒击穿和雪崩击穿。
势垒击穿是指当反向电压超过二极管正向导通时的电压时,二极管会突然变为导通状态,电流迅速增大,形成击穿现象。
势垒击穿通常发生在反向电场超过势垒高度时,使得原本被势垒阻挡的电子获得能量足以跨越势垒,从而形成电流的导通。
势垒击穿的特点是电流非常大,振幅接近甚至超过电源电流,且其持续时间非常短暂。
势垒击穿常用于二极管的保护电路,它可以迅速导通来吸收过压能量,从而保护其他电子器件不受损害。
雪崩击穿是指由于反向电场逐渐增强,逐渐使势垒阻挡的电子获得足够的能量,最终跨越势垒而形成电流的导通。
雪崩击穿是一种渐进性的过程,与势垒击穿相比,其电流的增长较为缓慢,且其持续时间较长,电流振幅相对较小。
雪崩击穿通常发生在高反向电压下,当反向电场足够强时,才会发生雪崩击穿。
雪崩击穿一般用于电源电压的稳压电路,通过控制雪崩击穿电流的大小来实现电源电压的稳定输出。
了解了二极管的反向击穿现象,我们需要注意一些与之相关的参数和特性。
首先是反向击穿电压(VBR),它是指当二极管在反向电场下达到一定电压时即会发生击穿现象。
反向击穿电压是一个重要的参考参数,它可以帮助我们选择适合的二极管,并合理设计电路,从而防止击穿现象的发生。
此外,还有反向击穿电流(IBR),反向击穿电流是指在反向击穿状态下的电流大小。
对于二极管而言,势垒击穿的电流远远大于雪崩击穿的电流。
值得注意的是,在实际应用中,我们应该尽量避免反向击穿现象的发生。
二极管击穿
下面有“击穿”当二极管两端的反向电压增大到某一数值,反向电流会急剧增大,二极管将失去单方向导电特性,这种状态称为二极管的击穿。
二极管二极管的特性与应用几乎在所有的电子电路中,都要用到半导体二极管,它在许多的电路中起着重要的作用,它是诞生最早的半导体器件之一,其应用也非常广泛。
二极管的工作原理晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结,在其界面处两侧形成空间电荷层,并建有自建电场。
当不存在外加电压时,由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。
当外界有正向电压偏置时,外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。
当外界有反向电压偏置时,外界电场和自建电场进一步加强,形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。
当外加的反向电压高到一定程度时,p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程,产生大量电子空穴对,产生了数值很大的反向击穿电流,称为二极管的击穿现象。
二极管的类型二极管种类有很多,按照所用的半导体材料,可分为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管)。
根据其不同用途,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。
按照管芯结构,又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。
点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面,通以脉冲电流,使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起,形成一个“PN结”。
由于是点接触,只允许通过较小的电流(不超过几十毫安),适用于高频小电流电路,如收音机的检波等。
面接触型二极管的“PN结”面积较大,允许通过较大的电流(几安到几十安),主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。
平面型二极管是一种特制的硅二极管,它不仅能通过较大的电流,而且性能稳定可靠,多用于开关、脉冲及高频电路中。
二极管的导电特性二极管最重要的特性就是单方向导电性。
在电路中,电流只能从二极管的正极流入,负极流出。
二极管击穿理解的误区
其实初学者对于二极管击穿的问题,有时候会有一个误区,我就有过这样的情况。
尤其当我们看到二极管击穿电压可达到1000V甚至可能更高的时候,有些人可能会产生这样一个疑问:我们了解到硅二极管的正向导通压降约为0.6-0.8V,错二极管的正向导通压降约为0.2〜0.3V,而为什么,其击穿电压可以达到1000V呢?令狐采学对于这个问题我们先了解一下二极管的一些特性1、二极管的正向性令狐采学创作外加正向电压时,在正向特性的起始部分,正向电压很小,不足以克服PN结内电场的阻挡作用,正向电流几乎为零,这一段称为死区。
这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。
当正向电压大于死区电压以后,PN结内电场被克服,二极管正向导通,电流随电压增大而迅速上升。
在正常使用的电流范围内,导通时二极管的端电压几乎维持不变,这个电压称为二极管的正向电压。
当二极管两端的正向电压超过一定数值,内电场很快被削弱,电流迅速增长,二极管正向导通。
叫做门坎电压或阈值电压,硅管约为()・5V,错管约为0.1V。
硅二极管的正向导通压降约为().6〜0.8V,错二极管的正向导通压降约为().2〜0.3V。
2、二极管的反向性外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流。
由于反向电流很小,二极管处于截止状态。
这个反向电流又称为反向饱和电流或漏电流,二极管的反向饱和电流受温度影响很大。
一般硅管的反向电流比令狐采学创作铐管小得多,小功率硅管的反响饱和电流在nA数量级,小功率错管在yA数量级。
温度升高时,半导体受热激发,少数载流子数目增加,反向饱和电流也随之增加。
击穿外加反向电压超过某一数值时,反向电流会突然增大,这种现象称为电击穿。
引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。
电击穿时二极管失去单向导电性。
如果二极管没有因电击穿而引起过热,则单向导电性不一定会被永久破坏,在撤除外加电压后,其性能仍可恢复,否则二极管就损坏了。
二极管的反向击穿
在通常情况下,反向偏置的PN结中只有一个很小的电流。
这个漏电流一直保持一个常数,直到反向电压超过某个特定的值,超过这个值之后PN结突然开始有大电流导通(图1.15)。
这个突然的意义重大的反向导通就是反向击穿,如果没有一些外在的措施来限制电流的话,它可能导致器件的损坏。
反向击穿通常设置了固态器件的最大工作电压。
然而,如果采取适当的预防措施来限制电流的话,反向击穿的结能作为一个非常稳定的参考电压。
图1.15 PN结二极管的反向击穿。
导致反向击穿的一个机制是avalanche multiplication。
考虑一个反向偏置的PN结。
耗尽区随着偏置上升而加宽,但还不够快到阻止电场的加强。
强大的电场加速了一些载流子以非常高的速度穿过耗尽区。
当这些载流子碰撞到晶体中的原子时,他们撞击松的价电子且产生了额外的载流子。
因为一个载流子能通过撞击来产生额外的成千上外的载流子就好像一个雪球能产生一场雪崩一样,所以这个过程叫avalanche multiplication。
反向击穿的另一个机制是tunneling。
Tunneling是一种量子机制过程,它能使粒子在不管有任何障碍存在时都能移动一小段距离。
如果耗尽区足够薄,那么载流子就能靠tunneling跳跃过去。
Tunneling电流主要取决于耗尽区宽度和结上的电压差。
Tunneling引起的反向击穿称为齐纳击穿。
结的反向击穿电压取决于耗尽区的宽度。
耗尽区越宽需要越高的击穿电压。
就如先前讨论的一样,掺杂的越轻,耗尽区越宽,击穿电压越高。
当击穿电压低于5伏时,耗尽区太薄了,主要是齐纳击穿。
当击穿电压高于5伏时,主要是雪崩击穿。
设计出的主要工作于反向导通的状态的PN二极管根据占主导地位的工作机制分别称为齐纳二极管或雪崩二极管。
齐纳二极管的击穿电压低于5伏,而雪崩二极管的击穿电压高于5伏。
通常工程师们不管他们的工作原理都把他们称为齐纳管。
因此主要靠雪崩击穿工作的7V齐纳管可能会使人迷惑不解。
开关电源整流二极管击穿原因
开关电源整流二极管击穿原因开关电源,听起来就像是一种高科技的玩意儿,其实在我们的日常生活中,很多电器都离不开它。
比如,手机充电器、电视电源适配器等等,它们都有一个共同的“好朋友”——整流二极管。
不过,别小看了这个小家伙,它可是有可能会出问题,尤其是“击穿”这种事儿,简直让人哭笑不得。
今天咱们就来聊聊,整流二极管为什么会“出岔子”。
1. 整流二极管的工作原理1.1 整流二极管是啥?整流二极管,简单来说,就是个电流的单向通行证。
电流想通过它,得乖乖地遵循规则,只能从一个方向走。
想想你在排队买奶茶,整流二极管就像是那道只让顾客从门口进的保安。
没错,偏偏有些不听话的电流,想从后门溜进去,那就难了。
1.2 整流二极管的角色在开关电源里,整流二极管负责把交流电(AC)转换成直流电(DC)。
这过程就像是把一盘意大利面拌匀,确保每根面条都能吸收到酱汁。
而如果这个过程出错,二极管就像是把面条和酱汁都洒了一地,乱成一团。
2. 击穿的原因2.1 电压过高好啦,咱们先来说说为什么整流二极管会“击穿”。
首先,一个主要原因就是电压过高。
当电压超出二极管的承受范围时,二极管就像个被吓到的小兔子,直接“晕倒”了。
这时候,它就失去了单向通行的能力,电流开始“横冲直撞”,搞得一团糟。
2.2 反向电压再有,反向电压也是个大敌。
整流二极管本来就不喜欢逆流而上,结果你还给它来个反向电压,这可真是给它上了“绝杀”一招。
想象一下,如果你正在休息,突然有人把你从床上推下去,谁能受得了?二极管在这样的情况下,肯定是心里“咯噔”一下,直接就炸了。
3. 其他可能的因素3.1 温度影响接下来,温度也是个不容忽视的因素。
二极管就像小动物一样,怕热。
工作环境温度高了,它会发热,发热之后又会导致性能下降,最后可能就“玩完”了。
就好比你在炎热的夏天跑步,汗水直流,心脏都快受不了了,结果不小心就倒下了。
3.2 短路情况还有短路情况,简直就是二极管的“死对头”。
二极管热击穿原理
二极管是一种半导体器件,具有正向导通和反向截止的特性。
当二极管处于反向偏置状态时,其反向电压超过一定值时,就会发生热击穿现象。
热击穿是指在二极管的PN结中,由于强电场和高载流子浓度引起的晶体热量增加,导致温度升高,从而造成载流子数量的剧增,进而导致电流迅速增大的现象。
具体来说,当二极管反向电压增大到达某个临界值时,会出现强电场效应,使得PN结中的自由电子在电场的作用下加速,撞击到固体晶体中的原子,从而使原子获得足够的能量脱离上层能带,形成新的电子-空穴对。
这些新的电子-空穴对继续被电场加速,并再次产生新的电子-空穴对,形成了一个雪崩效应。
随着雪崩效应的发展,二极管的无源区(原本没有载流子的区域)逐渐被电荷填充,形成一个高浓度的电子-空穴割离区域。
在这个割离区域中,载流子数量剧增,电流急剧上升,同时伴随着瞬时的功率和温度的增加。
这种状态会维持下去,直到二极管或其连接的电路中的保护装置将电流截断为止。
热击穿会导致二极管失效,因为温度升高和电流增大可能会
导致材料烧毁或结构破坏。
为了避免热击穿,设计和选择二极管时需要根据具体的应用场景考虑反向电压的额定值和耐压能力,以确保在正常工作条件下二极管不会发生热击穿现象。
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二极管击穿理解的误
区
其实初学者对于二极管击穿的问题,有时候会有一个误区,我就有过这样的情况。
尤其当我们看到二极管击穿电压可达到1000V甚至可能更高的时候,有些人可能会产生这样一个疑问:我们了解到硅二极管的正向导通压降约为
0.6~0.8V,锗二极管的正向导通压降约为0.2~0.3V,而为什么,其击穿电压可以达到1000V呢?
对于这个问题我们先了解一下二极管的一些特性
1、二极管的正向性
外加正向电压时,在正向特性的起始部分,正向电压很小,不足以克服PN结内电场的阻挡作用,正向电流几乎为零,这一段称为死区。
这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。
当正向电压大于死区电压以后,PN结内电场被克服,二极管正向导通,电流随电压增大而迅速上升。
在正常使用的电流范围内,导通时二极管的端电压几乎维持不变,这个电压称为二极管的正向电压。
当二极管两端的正向电压超过一定数值,内电场很快被削弱,电流迅速增长,二极管正向导通。
叫做门坎电压或阈值电压,硅管约为0.5V,锗管约为0.1V。
硅二极管的正向导通压降约为0.6~0.8V,锗二极管的正向导通压降约为
0.2~0.3V。
2、二极管的反向性
外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流。
由于反向电流很小,二极管处于截止状态。
这个反向电流又称为反向饱和电流或漏电流,二极管的反向饱和电流受温度影响很大。
一般硅管的反向电流比锗管小得多,小功率硅管的反响饱和电流在nA数量级,小功率
锗管在μA数量级。
温度升高时,半导体受热激发,少数载流子数目增加,反向饱和电流也随之增加。
击穿
外加反向电压超过某一数值时,反向电流会突然增大,这种现象称为电击穿。
引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。
电击穿时二极管失去单向导电性。
如果二极管没有因电击穿而引起过热,则单向导电性不一定会被永久破坏,在撤除外加电压后,其性能仍可恢复,否则二极管就损坏了。
因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。
二极管是一种具有单向导电的二端器件,有电子二极管和晶体二极管之分,电子二极管因为灯丝的热损耗,效率比晶体二极管低,所以现已很少见到,比较常见和常用的多是晶体二极管。
二极管的单向导电特性,几乎在所有的电子电路中,都要用到半导体二极管,它在许多的电路中起着重要的作用,它是诞生最早的半导体器件之一,其应用也非常广泛。
二极管的管压降:硅二极管(不发光类型)正向管压降0.7V,锗管正向管压降为0.3V,发光二极管正向管压降会随不同发光颜色而不同。
主要有三种颜色,具体压降参考值如下:红色发光二极管的压降为2.0--2.2V,黄色发光二极管的压降为1.8—2.0V,绿色发光二极管的压降为3.0—3.2V,正常发光时的额定电流约为20mA。
如果仔细的话,我们不难从二极管的反向性得出结论,我们通常所说的二极管的击穿,是指反向击穿,注意一个词语,这是关键,就是“反向”,通常所说的击穿,都是反向击穿,使得二极管失去单向导通性。