二极管反向击穿的物理效应

二极管击穿是什么原因

二极管被击穿通常是因为施加在它两端的反向电压超过了它所能承受的极限——击穿电压。
下面详细说说二极管击穿这事儿:
1 . 击穿电压是个啥:击穿电压就是二极管能顶住的最大反向电压。
一旦反向电压超过了这个数,二极管就受不了,会击穿。
2 . 击穿的来龙去脉:一般情况下,二极管就像个单向阀门,只让电流从特定方向流过。
但要是反向电压升到一定程度,二极管内部的PN结就会发生雪崩击穿或者齐纳击穿。

雪崩击穿:在很高的反向电压下,一些载流子(电子或空穴)会在电场中获得足够的能量,撞出更多的载流子,形成雪崩效应,使得反向电流猛增。

齐纳击穿:在特定的掺杂浓度和电压下,PN结里的电场足够强,价带电子能直接通过隧道效应跳到导带,形成齐纳电流,也会导致击穿。
3 . 击穿的结果:一旦二极管击穿,它就失去了单向导电性,反向电流会没完没了地增大。
这可能导致二极管自身损坏,甚至拖累整个电路。
4 . 怎么避免击穿:要想防止二极管击穿,设计电路时得确保反向电压别超过它的击穿电压。
另外,也可以选击穿电压更高的二极管,以适应特定的应用需求。

总的来说,二极管击穿就是反向电压超过了它的击穿电压所引发的物理现象。
了解二极管的击穿机制,对确保电路的稳定和可靠非常关键。

如何理解二极管的反向恢复过程?看完恍然大悟!

二极管在正向导通后切换至反向截止的过程中,会经历一个短暂的转换期,这个时期我们称之为反向恢复过程。
这个过程中有几个关键的时间指标:存储时间、渡越时间和反向恢复时间。
下面我们来深入探讨一下这些概念:
1 . 存储时间:当外部电压从正向突然转为反向,二极管并不会立刻从导通切换到截止状态。
在存储时间内,反向电流会保持在一个相对较高的水平。
这是因为在正向导通期间积累的电荷需要一定时间才能完全耗尽或复合。
存储时间的长短与正向导通时的电流大小密切相关,正向电流越大,积累的电荷就越多,因此存储时间也相应增长。

2 . 渡越时间:渡越时间是指反向电流从峰值逐渐减小到较小值的时间。
在这段时间内,积累的电荷通过反向漂移和与多数载流子的复合过程逐渐减少。
渡越时间的长短主要取决于二极管的物理结构和材料特性。

3 . 反向恢复时间:反向恢复时间包括了存储时间和渡越时间,即tre=ts+tt。
它标志着二极管完全从正向导通状态切换到反向截止状态所需的总时间。
由于反向恢复时间的存在,二极管的开关速度受到限制,特别是在高频电路中,选择具有短反向恢复时间的二极管对于确保电路的正常运行至关重要。

4 . 电荷存储效应:电荷存储效应是造成反向恢复过程的主要原因。
在正向导通时,非平衡的少数载流子在二极管中积累,形成存储电荷。
当电压转为反向时,这些存储电荷需要时间来耗尽或复合,从而引发了反向恢复过程。

总的来说,二极管的反向恢复过程是一个由存储电荷耗尽所引发的过渡阶段,其中存储时间、渡越时间和反向恢复时间等关键参数需要被仔细考虑。
在设计和使用二极管时,充分考虑这些参数对电路性能的影响是非常必要的。