雪崩擊穿(Avalanche Breakdown)是半導(dǎo)體器件中一個(gè)關(guān)鍵的物理現(xiàn)象,特別是在PN結(jié)二極管和各種類型的功率晶體管中。當(dāng)這些器件的反向電壓超過(guò)一定的臨界值時(shí),會(huì)突然有大量電流流過(guò)原本應(yīng)當(dāng)阻止電流流動(dòng)的PN結(jié)。這種不受控制的電流流動(dòng)會(huì)導(dǎo)致器件損壞,除非通過(guò)外部電路限制電流。
當(dāng)MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的漏源電壓超過(guò)其絕對(duì)最大額定值BVDSS時(shí),器件將發(fā)生擊穿。在高電場(chǎng)作用下,自由電子獲得加速并攜帶足夠能量,引發(fā)碰撞電離,這個(gè)過(guò)程導(dǎo)致電子-空穴對(duì)的生成。

隨著這些新生成的載流子在電場(chǎng)中被加速并獲得能力產(chǎn)生更多電子-空穴對(duì),載流子數(shù)量以雪崩效應(yīng)的形式急劇增加,這一現(xiàn)象被稱作“雪崩擊穿”。
在這期間,與MOSFET內(nèi)部寄生二極管的正常電流方向相反的電流被稱為“雪崩電流IAS”,這種電流可能對(duì)器件造成損壞,因此在器件設(shè)計(jì)和電路應(yīng)用中需要特別注意防止雪崩擊穿的發(fā)生。
雪崩擊穿的特點(diǎn)包括:
電壓閾值:每個(gè)PN結(jié)都有一個(gè)特定的擊穿電壓,當(dāng)外加電壓超過(guò)這個(gè)值時(shí),雪崩擊穿可能發(fā)生。
溫度依賴性:隨著溫度的升高,雪崩擊穿電壓通常會(huì)降低,因?yàn)楦叩臏囟纫馕吨嗟妮d流子和更大的載流子運(yùn)動(dòng)性。
載流子倍增:雪崩擊穿涉及載流子的倍增過(guò)程,其中每個(gè)載流子都有可能通過(guò)碰撞電離產(chǎn)生新的載流子。
破壞性:如果不加以控制,雪崩擊穿會(huì)導(dǎo)致器件損壞,因?yàn)樗鼤?huì)引起大量的電流流過(guò)器件,產(chǎn)生過(guò)熱。
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