击穿现象按性质不同可以分为雪崩击穿、齐纳击穿和热击穿三种。从理论角度分析,并不是说雪崩击穿一定不可逆,齐纳击穿一定可逆。正常情况下,雪崩击穿和齐纳击穿在一定条件(击穿电压、时间)范围内,恢复正常工作条件,器件不会损坏,恢复正常工作,是可逆的。只有热击穿因为永久损坏二极管是不可逆的。

 

雪崩击穿可逆吗

(图片来源于互联网)

雪崩击穿:低掺杂情况下,耗尽层宽度很宽,低反向电压时不会产生齐纳击穿,电压继续增大,少子漂移速度增加,与价电子碰撞,造成载流子雪崩式增加,电流急剧增加。具体解释为,材料掺杂浓度较低的PN结中,当PN结反向电压增加时,空间电荷区中的电场随着增强。这样通过空间电荷区的电子和空穴,就会在电场作用下,使获得的能量增大。在晶体中运行的电子和空穴将不断的与晶体原子发生碰撞,通过这样的碰撞可使束缚在共价键中的价电子碰撞出来,产生自由电子-空穴对。新产生的载流子在电场作用下撞出其他价电子,又产生新的自由电子和空穴对。如此连锁反应,使得阻挡层中的载流子的数量雪崩式地增加,流过PN结的电流就急剧增大击穿PN结,这种碰撞电离导致击穿称为雪崩击穿,也称为电子雪崩现象。

 

雪崩击穿可逆吗

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齐纳击穿:高掺杂情况下,耗尽层的宽度很窄,反向电压较低时即可形成强电场破坏共价键,使价电子脱离束缚,电流急剧增大。具体描述就是,当PN结的掺杂浓度很高时,阻挡层就十分薄。这种阻挡层特别薄的PN结,只要加上不大的反向电压,阻挡层内部的电场强度就可达到非常高的数值。这种很强的电场强度可以把阻挡层内中性原子的价电子直接从共价键中拉出来,变为自由电子,同时产生空穴,这个过程称为场致激发。由场致激发而产生大量的载流子,使PN结的反向电流剧增,呈现反向击穿现象。

 

齐纳击穿可逆吗

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热击穿: 热击穿为固体电介质击穿的一种形式。击穿电压随温度和电压作用时间的延长而迅速下降,这时的击穿过程与电介质中的热过程有关,称为热击穿。热击穿的本质是处于电场中的介质,由于其中的介质损耗而产生热量,就是电势能转换为热量,当外加电压足够高时,就可能从散热与发热的热平衡状态转入不平衡状态,若发出的热量比散去的多,介质温度将愈来愈高,直至出现永久性损坏。