?關(guān)于PN結(jié)正向?qū)▓D文分享-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2021-11-30
（1）PN結(jié)加正向電壓時(shí)導(dǎo)通
PN結(jié)加正向電壓時(shí)導(dǎo)通
如果電源的正極接P區(qū)，負(fù)極接N區(qū)，外加的正向電壓有一部分降落在PN結(jié)區(qū)，PN結(jié)處于正向偏置。
電流便從P型一邊流向N型一邊，空穴和電子都向界面運(yùn)動(dòng)，使空間電荷區(qū)變窄，電流可以順利通過，方向與PN結(jié)內(nèi)電場方向相反，削弱了內(nèi)電場。
于是，內(nèi)電場對多子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的阻礙減弱，擴(kuò)散電流加大。擴(kuò)散電流遠(yuǎn)大于漂移電流，可忽略漂移電流的影響，PN結(jié)呈現(xiàn)低阻性。
（2）PN結(jié)加反向電壓時(shí)截止
PN結(jié)加反向電壓時(shí)截止
如果電源的正極接N區(qū)，負(fù)極接P區(qū)，外加的反向電壓有一部分降落在PN結(jié)區(qū)，PN結(jié)處于反向偏置。
則空穴和電子都向遠(yuǎn)離界面的方向運(yùn)動(dòng)，使空間電荷區(qū)變寬，電流不能流過，方向與PN結(jié)內(nèi)電場方向相同，加強(qiáng)了內(nèi)電場。內(nèi)電場對多子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的阻礙增強(qiáng)，擴(kuò)散電流大大減小。
此時(shí)PN結(jié)區(qū)的少子在內(nèi)電場作用下形成的漂移電流大于擴(kuò)散電流，可忽略擴(kuò)散電流，PN結(jié)呈現(xiàn)高阻性。
在一定的溫度條件下，由本征激發(fā)決定的少子濃度是一定的，故少子形成的漂移電流是恒定的，基本上與所加反向電壓的大小無關(guān)，這個(gè)電流也稱為反向飽和電流。
PN結(jié)加正向電壓時(shí)，呈現(xiàn)低電阻，具有較大的正向擴(kuò)散電流；PN結(jié)加反向電壓時(shí)，呈現(xiàn)高電阻，具有很小的反向漂移電流。由此可以得出結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦浴?/span>
PN結(jié)的擊穿機(jī)理
PN 結(jié)構(gòu)成了幾乎所有半導(dǎo)體功率器件的基礎(chǔ)，目前常用的半導(dǎo)體功率器件如DMOS，IGBT，SCR 等的反向阻斷能力都直接取決于 PN 結(jié)的擊穿電壓，因此，PN 結(jié)反向阻斷特性的優(yōu)劣直接決定了半導(dǎo)體功率器件的可靠性及適用范圍。
在 PN結(jié)兩邊摻雜濃度為固定值的條件下，一般認(rèn)為除 super junction 之外平行平面結(jié)的擊穿電壓在所有平面結(jié)中具有最高的擊穿電壓。
實(shí)際的功率半導(dǎo)體器件的制造過程一般會(huì)在 PN 結(jié)的邊緣引入球面或柱面邊界，該邊界位置的擊穿電壓低于平行平面結(jié)的擊穿電壓，使功率半導(dǎo)體器件的擊穿電壓降低。
由此產(chǎn)生了一系列的結(jié)終端技術(shù)來消除或減弱球面結(jié)或柱面結(jié)的曲率效應(yīng)，使實(shí)際制造出的 PN 結(jié)的擊穿電壓接近或等于理想的平行平面結(jié)擊穿電壓。
當(dāng) PN 結(jié)的反向偏壓較高時(shí)，會(huì)發(fā)生由于碰撞電離引發(fā)的電擊穿，即雪崩擊穿。
存在于半導(dǎo)體晶體中的自由載流子在耗盡區(qū)內(nèi)建電場的作用下被加速其能量不斷增加，直到與半導(dǎo)體晶格發(fā)生碰撞，碰撞過程釋放的能量可能使價(jià)鍵斷開產(chǎn)生新的電子空穴對。
新的電子空穴對又分別被加速與晶格發(fā)生碰撞，如果平均每個(gè)電子（或空穴）在經(jīng)過耗盡區(qū)的過程中可以產(chǎn)生大于 1 對的電子空穴對，那么該過程可以不斷被加強(qiáng)，最終達(dá)到耗盡區(qū)載流子數(shù)目激增，PN 結(jié)發(fā)生雪崩擊穿。
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