PN结构成了几乎所有半导体功率器件的基础,常用的半导体功率器件如DMOS,IGBT,湖北SMB瞬态抑制二极管原理,SCR等的反向阻断能力都直接取决于PN结的击穿电压,因此,PN结反向阻断特性的优劣直接决定了半导体功率器件的可靠性及适用范围。在PN结两边掺杂浓度为固定值的条件下,一般认为除superjunction之外平行平面结的击穿电压在所有平面结中具有比较高的击穿电压。实际的功率半导体器件的制造过程一般会在PN结的边缘引入球面或柱面边界,该边界位置的击穿电压低于平行平面结的击穿电压,湖北SMB瞬态抑制二极管原理,使功率半导体器件的击穿电压降低,湖北SMB瞬态抑制二极管原理。由此产生了一系列的结终端技术来消除或减弱球面结或柱面结的曲率效应,使实际制造出的PN结的击穿电压接近或等于理想的平行平面结击穿电压。根据用途选用TVS 的极性及封装结构。湖北SMB瞬态抑制二极管原理
电压及电流的瞬态干扰是造成电子电路及设备损坏的主要原因,常给人们带来无法估量的损失。这些干扰通常来自于电力设备的起停操作、交流电网的不稳定、雷击干扰及静电放电等,瞬态干扰几乎无处不在、无时不有,使人感到防不胜防。幸好,一种高效能的电路保护器件TVS的出现使瞬态干扰得到了有效抑制,TVS(TransientVoltageSuppressor)或称瞬态抑制二极管,是在稳压管工艺基础上发展起来的一种新产品,其电路符号和普通稳压二极管相同,外形也与普通二极管无异。山西30000W瞬态抑制二极管选型将TVS 二极管放置在信号线及接地间,能避免数据及控制总线受到不必要的噪声影响。
当PN结的反向偏压较高时,会发生由于碰撞电离引发的电击穿,即雪崩击穿。存在于半导体晶体中的自由载流子在耗尽区内建电场的作用下被加速其能量不断增加,直到与半导体晶格发生碰撞,碰撞过程释放的能量可能使价键断开产生新的电子空穴对。新的电子空穴对又分别被加速与晶格发生碰撞,如果平均每个电子(或空穴)在经过耗尽区的过程中可以产生大于1对的电子空穴对,那么该过程可以不断被加强,**终达到耗尽区载流子数目激增,PN结发生雪崩击穿。
齐纳击穿: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2.5×105V/m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。它们在反向电压的作用下,形成很大的反向电流,出现了击穿。显然,齐纳击穿的物理本质是场致电离。采取适当的掺杂工艺,将硅PN结的雪崩击穿电压可控制在8~1000V。而齐纳击穿电压低于5V。在5~8V之间两种击穿可能同时发生。SMAJ、SMBJ、SMCJ、SMDJ表示贴片封装,分别**400W、600W、1.5kW和3kW。
TVS台面缺陷造成的失效常常是批次性的。TVS制造工艺过程中造成芯片台面损伤的原因主要有两个:1)芯片在酸蚀成型时,由于氢氟酸、硝酸混合液配方过浓或温度过高而反应剧烈。2、烧焊过后进行碱腐蚀清洗时,腐蚀液浓度过大、温度过高而造成碱腐蚀清洗过重。台面缺陷或损伤的TVS器件经过温度循环和箝位冲击等筛选试验后,进行电参数测试时通常表现为短路或击穿特性异常,从而被剔除。但轻微台面损伤的TVS器件在筛选后电参数测试时不易被发现,可能被列为良品出厂。这些TVS器件在使用过程中经受长时间热、电、机械等应力的作用后,台面缺陷加剧,在缺陷处形成载流子产生-复合中心,使表面反向漏电流**增加。大的表面反向漏电流使pn结边缘温度升高,产生热电综合效应,**终导致pn结边缘半导体材料温度过高烧毁。TVS的正向特性与普通二极管相同;反向特性为典型的PN 结雪崩器件。上海15000W瞬态抑制二极管原理
双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率,并把电压箝制到预定水平。湖北SMB瞬态抑制二极管原理
长时间工作耗损对筛选合格的TVS器件进行浪涌寿命试验,发现TVS器件经过成千上万次标准指数脉冲(所能承受的浪涌脉冲次数与质量等级相关)冲击后失效,失效模式通常为短路。对失效样品进行解剖后,在扫描电镜下观察芯片,发现结边缘发生熔融现象和结边缘焊料结构发生了变化,且结**边缘处**为严重。失效机理可能结边缘焊料形成金属化合物而脆化,使管芯与底座热沉逐渐分离,结边缘的散热能力降低,长时间工作结温持续增大导致过热烧毁。湖北SMB瞬态抑制二极管原理
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