二次擊穿的過程和特點

   BJT二次擊穿,對其使用有嚴重的破壞性,分別代表BJT發射極為正偏壓、L5985TR-LF5零偏壓和負偏壓時的二次擊穿特性。現在以零偏壓為例來分析二次擊穿現象的發生過程。當電壓%E增大到達D點時,集電極發生雪崩效應,集電極的電流上升到B點,經過一短暫的時間后,電壓將會突然減小到E點,同時電流急驟增大。如果沒有適當的保護措施,電流將繼續增大到F點,從而造成BJT永久性損壞。這種從高電壓小電流向低電壓大電流躍變并伴隨著電流急驟增大的現象,稱為玎T的二次擊穿。

    BJT二次擊穿具有下面幾個特點。

   ①在二次擊穿點停留的時間r稱為二次擊穿的延遲時間。對于不同類型的二次擊穿.這一時間的長短相差很大,長的可達100ms以上,短的幾乎是瞬時的,后者稱為“快型”二次擊穿:

   ②從B點到E點的過渡幾乎是瞬時的,它不是一種穩定的狀態。BJT的狀態不可能穩定在B~E這一區域內,而且到E點是不可逆的。即使在電路上采取了倮護措施,可以使BJT回到觸發前的狀態,但在BJT的內部已經留下了“傷痕”,重復幾次仍然會使BJT永久性失效。

   ③在E點的電壓稱為二次擊穿的維持電壓,維持電壓一般都為10~15V。

    產生二次擊穿的原因

    不論對BJT的芯片進行何種表面處理,二次擊穿特性仍保持不變。二次擊穿主要是由于器件芯片局部過熱引起的。在正向偏置時,溫度升高是由于熱不均衡性引起的。反向偏置時,溫度升高是由雪崩擊穿引起的。熱不均衡性引起二次擊穿是由于BJT的結面上有缺陷和參數分布不均勻,導致電流分布不均勻,從而引起溫度分布不均勻的現象。溫度高的局部區域,載流子濃度將增加,使電流更加密集,這種惡性循環形成熱不穩定性。如果局部區域所產生的熱量不能及時散發,將使電流上升失去控制。一旦溫度達到材料熔點,便造成永久性破壞。

   雪崩擊穿引起二次擊穿是由于發生一次雪崩擊穿之后,在某些點上因電流密度過大,改變了結電場分布,產生負阻效應,從而使局部溫度過高的一種現象。二次擊穿最終是由于局部過熱而引起的,而熱點的形成需要能量的積累,即需要一定的電壓、電流和一定的時間。因此,集電極電壓、電流、負載性質、導通脈沖寬度、基極電路的配置,以及材料、工藝等因素都對二次擊穿有一定的影響。