Как работает пробой p-n-перехода в полупроводниковых диодах?

Пробой p-n-перехода в полупроводниковых диодах происходит при превышении допустимых значений напряжений и токов. study.urfu.ru

Существуют разные виды пробоя, среди них:

• Туннельный пробой. edu.ikit.sfu-kras.ru Наблюдается, когда напряжённость электрического поля такова, что становится возможным туннельный переход из валентной зоны полупроводника с электропроводностью одного типа в зону полупроводника с электропроводностью другого типа. edu.ikit.sfu-kras.ru Как правило, туннельный пробой наблюдается при напряжениях ниже 6 В. edu.ikit.sfu-kras.ru
• Лавинный пробой. edu.ikit.sfu-kras.ru Обусловлен образованием носителей заряда из-за ударной ионизации атомов полупроводника. edu.ikit.sfu-kras.ru Если напряжённость электрического поля достаточно велика, то электроны приобретают энергию, достаточную для того, чтобы выбивать другие электроны из атомов кристаллической решётки. edu.ikit.sfu-kras.ru Этот процесс приводит к быстрому (лавинному) нарастанию обратного тока. edu.ikit.sfu-kras.ru
• Тепловой пробой. edu.ikit.sfu-kras.ru Происходит при нагреве перехода. edu.ikit.sfu-kras.ru За счёт тепловой энергии происходит генерация пар электрон — дырка. edu.ikit.sfu-kras.ru Это приводит к увеличению обратного тока и дальнейшему увеличению температуры. edu.ikit.sfu-kras.ru Процесс нарастает лавинообразно и приводит к изменению структуры кристалла, выводя его из строя. edu.ikit.sfu-kras.ru

Некоторые причины пробоя:

• Превышение пробойного напряжения. radioskot.ru Когда напряжение, приложенное в обратном направлении, превышает критическое значение для данного типа диода, происходит его разрушение. radioskot.ru
• Температурные колебания. radioskot.ru Резкие изменения температуры могут вызвать тепловой пробой, когда температура диода превышает его пределы, что может привести к повреждению полупроводникового материала. radioskot.ru
• Перегрузка тока. radioskot.ru При приложении слишком большого тока в прямом направлении диод может перегреться и выйти из строя. radioskot.ru