三种击穿方式（三极管是怎样击穿的）

本文目录

• 三极管是怎样击穿的
• 固体电解质的电击穿有什么特点
• 固体介质的热击穿和热击穿有什么区别
• 印制板线间击穿有哪些方式
• 二极管齐纳击穿为什么不大的反偏电压就能形成强大的内电场
• 影响固体介质击穿电压的主要因素哪些

三极管是怎样击穿的

三极管的击穿是指三极管的PN结不能产生压降限制电流的现象。击穿时PN结的温度上升，如果还没有破坏PN结的结构，则造成击穿的条件去除后，PN结的功能能够得到恢复或部分恢复，就可认为不是硬击穿或称为软击穿。若温度上升太高，PN结的结构完全破坏，击穿的条件去除后，PN结的功能就不能得到恢复，这种击穿称为硬击穿。硬击穿的三极管不能正常工作，通常说烧坏了，需要更换。出现软击穿的三极管，性能也已经下降很多，一般也应该进行更换，但应急情况下还可暂时坚持工作，只是随时都可能变成硬击穿而完全不能工作。 软击穿。最典型的例子就是稳压二极管。它就是工作在二极管反向击穿状态的，只要你设定的工作电流没有超过稳压二极管的允许工作电流，则稳压二极管就不会损坏。

固体电解质的电击穿有什么特点

借鉴百度知道“pijon“关于介质电击穿有哪些特点的回答。介质的介电特性，如绝缘、介电能力，都是指在一定的电场强度范围内的材料的绝缘特性，介质只能在一定的电场强度以内保持这些性质。当电场强度超过某一临界值时，介质由介电状态变为导电状态。这种现象称介电强度的破坏，或叫介质的击穿，与此相对应的“临界电场强度”称为介电强度，或称为击穿电场强度。但严格地划分击穿类型是很困难的，但为了便于叙述和理解，通常将击穿类型分为三种：热击穿、点击穿、局部放电击穿。而点击穿和局部放电击穿又统属于电击穿，所以我们常说介质击穿有两大类，一是热击穿，二是电击穿。以上三种类型各有以下的特征：1.热击穿：热击穿的本质是处于电场中的介质，由于其中的介质损耗而产生热量，就是电势能转换为热量，当外加电压足够高时，就可能从散热与发热的热平衡状态转入不平衡状态，若发出的热量比散去的多，介质温度将愈来愈高，直至出现永久性损坏，这就是热击穿。2.电击穿：固体介质电击穿理论是在气体放电的碰撞电离理论基础上建立的。大约在本世纪30年代，以A.Von Hippel和Frohlich为代表，在固体物理基础上，以量子力学为工具，逐步建立了固体介质电击穿的碰撞理论，这一理论可简述如下：在强电场下，固体介质中可能因冷发射或热发射存在一些原始自由电子。这些电子一方面在外电场作用下被加速，获得动能；另一方面与晶格振动相互作用，把电场能量传递给晶格。当这两个过程在一定温度和场强下平衡时，固体介质有稳定的电导；当电子从电场中得到的能量大于传递给晶格振动的能量时，电子的动能就越来越大，至电子能量大到一定值时，电子与晶格振动相互作用导致电离产生新电子，使自由电子数迅速增加，电导进入不稳定阶段，击穿发生。3.此外还有化学击穿。电介质中强电场产生的电流在例如高温等某些条件下可以引起电化学反应。例如离子导电的固体电介质中出现的电解、还原等。结果电介质结构发生了变化，或者是分离出来的物质在两电极间构成导电的通路。或者是介质表面和内部的气泡中放电形成有害物质如臭氧、一氧化碳等，使气泡壁腐蚀造成局部电导增加而出现局部击穿，并逐渐扩展成完全击穿。温度越高，电压作用时间越长，化学形成的击穿也越容易发生。 但不管怎样，我认为所有的介质击穿均是因极化效应引起的。凡在外电场作用下产生宏观上不等于零的电偶极矩，因而形成宏观束缚电荷的现象称为电极化，能产生电极化现象的物质统称为电介质。电介质的电阻率一般都很高，被称为绝缘体。有些电介质的电阻率并不很高，不能称为绝缘体，但由于能发生极化过程，也归入电介质。通常情形下电介质中的正、负电荷互相抵消，宏观上不表现出电性，但在外电场作用下可产生如下3种类型的变化 ：1 原子核外的电子云分布 产生畸变，从而产生不等于零的电偶极矩，称为畸变极化 ；2原来正、负电中心重合的分子，在外电场作用下正、负电中心彼此分离，称为位移极化；3具有固有电偶极矩的分子原来的取向是混乱的，宏观上电偶极矩总和等于零，在外电场作用下，各个电偶极子趋向于一致的排列，从而宏观电偶极矩不等于零，称为转向极化。

固体介质的热击穿和热击穿有什么区别

固体介质的热击穿和热击穿有什么区别影响固体介质击穿电压的主要因素有：①电场的不均匀程度：均匀、致密的固体电介质在均匀电场中的击穿场强可达1～10MV/cm。击穿场强决定于物质的内部结构，与外界因素的关系较小。当电介质厚度增加时，由于电介质本身的不均匀性，击穿场强会下降。当厚度极小时 (-3～10-4cm)，击穿场强又会增加。电场越不均匀，击穿场强下降越多。电场局部加强处容易产生局部放电，在局部放电的长时间作用下，固体电介质将产生化学击穿。②作用电压时间、种类：固体电介质的三种击穿形式与电压作用时间有密切关系 （图3）。同一种固体电介质，在相同电场分布下，其雷电冲击击穿电压通常大于工频击穿电压，且直流击穿电压也大于工频击穿电压。交流电压频率增高时，由于局部放电更强，介质损耗更大，发热严重，更易发生热击穿或导致化学击穿提前到来。③温度：当温度较低，处于电击穿范围内时，固体电介质的击穿场强与温度基本无关。当温度稍高，固体电介质可能发生热击穿。周围温度越高，散热条件越差，热击穿电压就越低。④固体电介质性能、结构：工程用固体电介质往往不很均匀、致密，其中的气孔或其他缺陷会使电场畸变，损害固体电介质。电介质厚度过大，会使电场分布不均匀，散热不易，降低击穿场强。固体电介质本身的导热性好，电导率或介质损耗小，则热击穿电压会提高。⑤电压作用次数：当电压作用时间不够长，或电场强度不够高时,电介质中可能来不及发生完全击穿,而只发生不完全击穿。这种现象在极不均匀电场中和雷电冲击电压作用下特别显著。在电压的多次作用下，一系列的不完全击穿将导致介质的完全击穿。由不完全击穿导致固体电介质性能劣化而积累起来的效应称为累积效应。⑥机械负荷：固体电介质承受机械负荷时，若材料开裂或出现微观裂缝，击穿电压将下降。⑦受潮：固体电介质受潮后，击穿电压将下降。

印制板线间击穿有哪些方式

电击穿、热击穿、电化学击穿。根据查询《脉冲方波作用下印制电路板互连系统的击穿特性》文件得知，印制板线间击穿有电击穿、热击穿、电化学击穿。击穿是指在电场作用下绝缘物内部产生破坏性的放电，绝缘电阻下降，电流增大，并产生破坏和穿孔的现象。

二极管齐纳击穿为什么不大的反偏电压就能形成强大的内电场

晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。当外加的反向电压高到一定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。半导体二极管及整流、稳压电路半导体是指导电能力介于导体和绝缘体之间且在电气方面具有独特性质的物体，如锗、硅等。用半导体材料做成的二极管、三极管称半导体管或晶体管。　在纯净的半导体（本征半导体）中，载流子数量很少，导电能力很弱，其载流子是由热激发产生的自由电子和空穴。载流子的浓度与温度有直接的关系。 　　本征半导体中掺人微量五价元素（杂质），如磷或砷等，可使自由电子浓度大大增加，自由电子成为多数载流子（简称多子），空穴是少数载流子（简称少子）。这种以电子导电为主的半导体称N型半导体。 　　本征半导体中掺入微量三价元素，如硼或铟等，则空穴的浓度大大增加，空穴是多数载流子，而电子是少数载流子。这种以空穴导电为主的半导体称P型半导体。 　　无论是N型半导体还是P型半导体，虽然它们各自有一种载流子占多数，但整个半导体仍然呈电中性。N型和P型半导体统称为杂质半导体。在杂质半导体中，多子浓度主要取决于杂质的含量，少子浓度与热激发有关，它对温度的变化十分敏感。因此，温度是影响半导体管性能的一个重要因素。 　　若在一块完整的半导体上，一边制成N型，另一边制成P型，则在它们的交界面处形成PN结。在PN结两端施加电压（称偏置电压），当PN结外加正向电压（P区电位高于N区电位，称PN结正向偏置，简称正偏），有利于多数载流子扩散，形成较大的扩散电流，其方向由P区流向N区，称PN结正向导通。当PN结加反向电压（P区电位低于N区电位，称PN结反向偏置，简称反偏），不利于多数载流子的扩散。此时，流过PN结的电流主要由少子的漂移运动而形成，方向由N区流向P区，称反向电流。当温度一定时，少子的浓度不变，反向电流几乎不随外加电压而变化，故又称反向饱和电流。在常温下，少子浓度很低，所以反向电流很小，一般可以忽略，PN结呈高阻截止状态。PN结正偏时，呈导通状态；反偏时，呈截止状态，这就是PN结的单向导电性。需要指出的是，当反向电压超过一定数值后，反向电流急剧增加，称PN结反向击穿，单向导电性被破坏。 　　6.1 半导体二极管半导体二极管是在一个PN结的两侧，各引出一根金属电极，并用外壳封装起来而构成的。由P区引出的电极称阳极，由N区引出的电极称阴极。6.1.1 二极管的伏安特性二极管两端电压U与流过二极管的电流I之间的关系，称为二极管的伏安特性。它可以用特性曲线表示，也可用方程式表示。1.伏安特性曲线：二极管的伏安特性曲线如图8—6—2所示，可分三部分讨论。 　　（1）正向特性。二极管两端加正向电压时，产生正向电流。但从特性曲线上看到，当正向电压较小时，由于外电场还不足以克服PN结内电场对多数载流子扩散运动产生的阻力；正向电流很小，几乎为零（图8-6-2中的0A段）。这个区域通常称为死区，对应的电压称死区电压或阈值电压；锗管约0.1V，硅管约0.5V.当正向电压超过死区电压后，内电场被大大削弱，流过二极管的电流迅速增加，二极管正向导通。正向导通时的管压降，硅管约0.6V～0.8V，锗管约0.1V～0.3V.（2）反向特性。在反向电压作用下，P区的少数载流子电子与N区的少数载流子空穴产生漂移运动，形成很小的反向饱和电流，如图8-6-2中的0B段。硅管的反向饱和电流在nA数量级，锗管在μA数量级。温度升高时，由于热激发少数载流子浓度增加，反向饱和电流也随之增加。 　　（3）反向击穿特性。当反向电压增大到某一数值UBR时，反向电流突然急剧增加，这种现象称二极管反向击穿，UBR称反向击穿电压。 　　击穿有雪崩击穿、齐纳击穿和热击穿三种形式；前两种又称电击穿。发生电击穿时，只要反向电压和反向电流的乘积（即PN结的耗散功率）不超过PN结的最大允许耗散功率，管子一般不会被烧坏，当反向电压撤消后，二极管仍能正常工作。热击穿则为破坏性击穿，这时PN结的耗散功率已超过允许值。式中IS为反向饱和电流；UT为温度的电压当量，当T=300K时，UT≈26mV；e是自然对数的底。当二极管端电压U=0V时，I=IS（e0-1）=0，当U》0，且U大于UT几倍时，eU／UT》》1，所以I≈ISeU／UT，流过二极管的电流随外加正向电压按指数规律变化。当U《0，且|U| 大于UT几倍时，eU／UT《1，则I≈IS，反向电流不随外加电压而变化。 　　6.1.2 二极管的主要参数 　　1.最大整流电流IF：它指二极管长时间使用时，允许通过的最大正向平均电流。使用时不能超过此值。 　　2.最大反向工作电压URM：它是指允许加在二极管上的反向电压的最大值，为安全起见，URM约为反向击穿电压UBR的一半。 　　3.反向电流IR；指二极管未被击穿时的反向电流值，IR越小，说明二极管单向导电性越好，温度稳定性越好

影响固体介质击穿电压的主要因素哪些

影响固体电介质击穿电压的主要因素：电场的不均匀程度，作用电压的种类及施加的时间、温度、固体电介质性能、结构、电压作用次数、机械负荷、受潮等。

固体电介质电击穿的理论是以在介质中发生碰撞电离为基础的。它不包括由边 缘效应、介质劣化等因素引起的击穿。

固体电介质的中间存在少量处于导电能量状态的电子（传导电子）。它在电场加速下将与晶格点上的原子碰撞，但因固体介质中的原子相互联系十分紧密，所以必须考虑传导电子与晶格碰撞。

由碰撞电离引起击穿有下述两种解释：固体击穿理论是考虑单位时间传导电子从电场中获得的能量与单位时间内由于碰撞而失去的能量之间，因不平衡而引起击穿；另一种击穿理论则认为：传导电子由电场作用得到了可使晶格原子电离的能量,产生了电子崩，当电子崩发展到足够强时，引起固体电介质击穿。

电击穿的特点：电压作用时间短，击穿电压高，电介质温度不高；击穿场强与电场均匀程度有密切关系，而与周围环境温度的高低几乎无关。 

扩展资料

固体电介质的电化学击穿的主要概念是：在电场作用下，由于电极和电介质接触处的空气隙或由于在介质中的气孔，气孔中还有空气和水分子，这些气孔电场集中、电场强度高，电场强度先在气隙或气孔上击穿。

将其中的水分子、空气分子先行击穿电离，形成臭氧、碱性、二氧化氮，这些极具腐蚀性的不稳定离子很快与周围固体介质分子发生化学反应。

致使其性能发生变化，增大了局部的电导或介质损耗，从而降低了介质的绝缘性能。在足够长时间的作用下，绝缘性能完全丧失，也就是发生了电化学击穿。

电化学击穿的过程，首先电介质在电场作用下发生化学反应，引起电介质的老化。然后再发生具有热击穿特点的电化学击穿。

固体介质的电击穿、热击穿和电化学击穿是不能截然分开的，往往同时存在，如带电作业工具1min工频耐压试验的击穿应有电和热的联合作用。