TVS二極管與Zener二極管同樣作為過壓保護(hù), TVS著重浪涌電壓的鉗位保護(hù),具有抗大電流沖擊的能力;Zener管著重于穩(wěn)壓效果,具有浪涌電流小,保護(hù)電壓穩(wěn)的特點(diǎn),兩者在原理與保護(hù)特性有所區(qū)別,同時(shí)在個(gè)別應(yīng)用領(lǐng)域又能一定程度的互換。
一、齊納擊穿
當(dāng)反向電壓增大到一定值時(shí),勢壘區(qū)內(nèi)就能建立起很強(qiáng)的電場,它能夠直接將束縛在共價(jià)鍵中的價(jià)電子拉出來,使勢壘區(qū)產(chǎn)生大量的電子--空穴對,形成較大的反向電流,產(chǎn)生擊穿,把這種在強(qiáng)電場作用下,使勢壘區(qū)中原子直接激發(fā)的擊穿現(xiàn)象稱為齊納擊穿。
齊納擊穿一般發(fā)生在摻雜濃度較高的PN結(jié)中。這是因?yàn)閾诫s濃度較高的PN結(jié),空間電荷區(qū)的電荷密度很大,寬度較窄,只要加不大的反向電壓,就能建立起很強(qiáng)的電場,發(fā)生齊納擊穿。
二、雪崩擊穿
隨著反向電壓的提高,空間電荷區(qū)內(nèi)電場增強(qiáng),通過勢壘區(qū)的載流子獲得的能量也隨之增加。當(dāng)反向電壓接近擊穿電壓Vbr時(shí),這些有較高能量的載流子與空間電荷區(qū)內(nèi)的中性原子相遇發(fā)生碰撞電離,產(chǎn)生新的電子--空穴對。
這些新產(chǎn)生的電子和空穴又會在電場的作用下,重新獲得能量,碰撞其它的中性原子使之電離,再產(chǎn)生更多的電子--空穴對。這種連鎖反應(yīng)繼續(xù)下去,使空間電荷區(qū)內(nèi)的載流子數(shù)量劇增,就像雪崩一樣,使反向電流急劇增大,產(chǎn)生擊穿。所以把這種擊穿稱為雪崩擊穿。
雪崩擊穿一般發(fā)生在摻雜濃度較低、外加電壓又較高的PN結(jié)中。這是因?yàn)閾诫s濃度較低的PN結(jié),空間電荷區(qū)寬度較寬,發(fā)生碰撞電離的機(jī)會較多。
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