pn结的击穿电压(pn结的电击穿包括哪两类)
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pn结反偏的特征
1、pn结正向存在一个导通电压,反向存在一个击穿电压,所加正向电压小于导通电压时pn结呈现很大的电阻,即通过的电流很小,一旦高于导通电压,正向电流迅速增加;在反向时同样在所加反向电压小于击穿电压时,反向电流很小,当一旦高于击穿电压时,反向电流即迅速增加。
2、PN结正偏时导通,呈现很小的电阻,形成较大的正向电流;PN结反偏时截止,呈现很大的电阻,反向电流近似为零。通常的说法是在不加外电压时,这个PN结中P区的多子是空穴,N区的多子是电子(通常只考虑多子),因为浓度差,载流子必然向浓度低的方向扩散。在扩散前,P区与N区的正负电荷是相等的,呈电中性。
3、、与正向偏置相比,交换电源的正、负极位置,即P区接电源负极,N区接电源正极,就构成了PN结的反向偏置。简单来说:二极管有N,P两个极。将电源正极与二极管P极相连就是正相偏置,二极管处于导通状态;反之正极接N极就是反向偏置。
4、是促进P区少子移动,当E小的时候,无法克服多子漂移,所以少子电流很弱,表现为反向截止。
5、反偏时:势磊增大,漂移增强,P区中空穴远离空间电荷区运动,留下不可移动的负离子,PN结宽度增大,漂移电流大于扩散电流,此时产生反向电流,但是电流非常小。当电压到0.几伏时,电流不再变大,此时电流叫做反向饱和电流。
6、对于NPN晶体管基极电压为-0.几伏,就为反偏,基极与发射极电压0.1V以上都为正偏。PNP管正好相反。
为什么pn结击穿电压随掺杂浓度升高而降低?
齐纳击穿通常发生在掺杂浓度很高的PN结内。由于掺杂浓度很高,PN结很窄,这样即使施加较小的反向电压(5V以下),结层中的电场却很强(可达左右)。在强电场作用下,会强行促使PN结内原子的价电子从共价键中拉出来,形成电子一空穴对,从而产生大量的载流子。
雪崩击穿:在掺杂浓度较低的PN结中,当阻挡层的电场增强,载流子速度加快,足以撞出共价键中的价电子,形成自由电子-空穴对。这个过程会引发连锁反应,导致阻挡层中载流子数量急剧增多,如同雪崩。击穿电压相对较高。
这个过程称为场致激发。随着温度的升高,被束缚在共价键上的价电子具有较高的能量状态,因而,在电场作用下,比较容易挣脱共价键的束缚,产生自由电子—空穴对,形成场致激发。所以齐纳击穿电压随温度升高而降低,具有负的温度系数。雪崩击穿都发生在掺杂浓度较低的PN结中。
电压承载(耐压)能力。集电极和基极的PN结可以承受高的逆向电压,但是发射极和基极PN结并不是不是用来承载高电压的,所以如果把发射极做为集电极使用,会导致三极管的耐压下降,容易击穿。这也是集电极的掺杂水平不能太高的原因。载流子的区别。
PN结的掺杂浓度越高,反向饱和电流I0就越大,反向击穿电压越低。可以用一个三极管来测量一下:集电结的掺杂浓度低,与掺杂浓度较高的发射结相比,反向饱和电流小,反向击穿电压高。这方面找一个锗管来测量更明显一些。
击穿电压的含义
击穿电压的含义介绍如下:使电介质击穿的电压。定义 :PN 结发生临界击穿对应的电压为 PN 结的击穿电压 BV,BV 是衡量 PN结可靠性与使用范围的一个重要参数,在 PN 结的其它性能参数不变的情况下,BV 的值越高越好。概述 使电介质击穿的电压。
击穿电压是指使电器元件达到其耐压值后,超过此值元件即会损坏的电压。这是电介质在足够强电场作用下,由绝缘状态转变为导电状态,即电介质击穿时对应的电压。电介质击穿的电场强度称为击穿场强。不同电介质在相同温度下,其击穿场强不同。击穿场强与电容器介质和两极板的距离成正比。
击穿电压:达到这个值,电容器就会损坏。(肯定高于最高工作电压,是能损坏电容器的最低电压。)电容器上标的电压:额定电压 电容器:通常简称其容纳电荷的本领为电容。“装电的容器”电容器种类很多,用途广泛。
击穿电压(Uaw,Ua):击穿前能连续加在保护器指定端的最高瞬间时电压值.过压保护在下列情况下被击穿: a)如果流过电阻元件的电流峰值超过1mA; b)如果过压引起流过保护器的电流峰值超过1mA.CCEE安全认证:CCEE安全认证标志又称长城标志,为电工产品专用认证标志。
在一些高反压晶体管的规格书上,有些反向击穿电压以BVcer和BVcbr来表述。此种表述的含义是: BVcer——基极与发射极之间,接有一只KΩ量纲的电阻,其它测试原理、测试条件与BVceo相同。同样,BVcbr在测试晶体管的C-B结的反向击穿电压时,其晶体管的发射极不是悬空,而是通过一只KΩ量纲的电阻接到“零电位”。
影响击穿电压的因素有?
1、影响液体电介质击穿电压的因素:杂质:杂质会影响液体电介质的均匀度,影响其击穿电压。温度:温度会影响液体电介质的结构和分子运动,影响其击穿电压。电场的均匀程度:电场的均匀程度会影响电场强度的分布,影响液体电介质的击穿电压。
2、影响击穿电压的因素主要有:(1)电极的形状,电极的曲率半径越小,击穿电压越低,越容易放电。(2)电极的极性,棒状电极对平板电极放电时,当棒状电极带负电时,击穿较困难,击穿电压高,带正电时,击穿电压较低,容易发生击穿。
3、影响击穿电压的因素有水分。说明:水分是影响击穿电压灵敏的赃物,因为水是一种极性分子,在电场力作用下,很容易被拉长,并沿着电场方向排列,从而在两极间形成导电“小桥”,使击穿电压剧降。另外,击穿电压的大小不仅取决于含水量,还取决于水在油中所处的状态,通常乳化水对击穿电压影响大。
4、设备或材料的结构和材质是影响击穿电压的最重要因素。设计和制造工艺的不同,以及材料的耐电强度,都会对设备的击穿电压产生影响。 环境因素对击穿电压的影响:环境因素如湿度、温度、气压等也会对击穿电压产生一定影响。设计和使用电器设备时,需要考虑这些因素,以提高设备的可靠性和安全性。
5、影响固体电介质击穿电压的主要因素有:电场的不均匀程度,作用电压的种类及施加的时间,温度,固体电介质性能、结构,电压作用次数,机械负荷,受潮等。①电场的不均匀程度:均匀、致密的固体电介质在均匀电场中的击穿场强可达1~10MV/cm。击穿场强决定于物质的内部结构,与外界因素的关系较小。
电容器的击穿电压与额定电压有什么不同?
性质不同:击穿电压的PN结发生临界击穿对应的电压为 PN 结的击穿电压BV。额定电压是电气设备长时间正常工作时的最佳电压。特点不同:当电气设备的工作电压高于额定电压时容易损坏设备,而低于额定电压时将不能正常工作(如灯泡发光不正常,电机不正常运转)。
简单来说,额定电压是浪涌保护器在长时间运行下的最大电压,而击穿电压是电容器的极限电压,一旦超过这个值,电容器内部的介质会被破坏。在不超过额定电压的条件下,电容器的工作是安全可靠的,人们不应将电容器的正常工作条件仅限于额定电压。
击穿电压是电容器的极限电压,超过这个电压,电容器内的介质将被击穿,额定电压是电容器长期工作时所能承受的电压,它比击穿电压要低,电容器在不高于击穿电压下工作都是安全可靠的,不要误认为电容器只有在额定电压下工作才是正常的。
耐压值:电容不被击穿所能承受的最大电压,一到超过耐压值电容就会损坏。(在进行测试的时候会提供耐压值标定的电压,但是不会进行很长时间以防止长时间高压损坏电容。)额定电压:保持电容长期稳定工作的标准电压。
电容器的耐压值是指它允许加的电压的最大值(工作电压的最大值要小于等于耐压值才安全)。
问:齐纳击穿和雪崩击穿的区别?
齐纳击穿和雪崩击穿是电子器件中的两种击穿模式,它们的主要区别在于触发机制和表现特征。齐纳击穿通常发生在反向电压下的二极管中,是热击穿的一种形式。而雪崩击穿则出现在高电场强度下的半导体器件中,涉及到载流子的倍增效应。 齐纳击穿:齐纳击穿是发生在PN结的一种热击穿现象。
性质不同 雪崩击穿:新产生的载流子在电场作用下撞出其他价电子,产生新的自由电子和空穴对。由于这种连锁反应,势垒层中载流子的数量急剧增加,流过PN结的电流急剧增加。这种碰撞电离导致的击穿称为雪崩击穿。齐纳击穿: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。
两者区别在于电压范围和温度系数。在电压低于5-6V时,齐纳击穿占主导地位,稳压值的温度系数为负;而在电压高于5-6V时,雪崩击穿更常见,稳压管的温度系数为正。在5-6V电压区间内,两种击穿效应接近,温度系数最佳,这也是许多电路选用此电压范围稳压管的原因。
-6V时的击穿以齐纳击穿为主,而电压高于5-6V时的击穿以雪崩击穿为主。两者的区别对于稳压管来说,主要是:电压低于5-6V的稳压管,齐纳击穿为主,稳压值的温度系数为负。电压高于5-6V的稳压管,雪崩击穿为主,稳压管的温度系数为正。
PN结反向击穿现象包括齐纳击穿和雪崩击穿,通常这两种击穿会同时发生。 在电压低于5至6伏特时,齐纳击穿占主导地位,而电压超过这个范围时,雪崩击穿成为主要因素。