二次击穿的过程和特点

   BJT二次击穿,对其使用有严重的破坏性,分别代表BJT发射极为正偏压、L5985TR-LF5零偏压和负偏压时的二次击穿特性。现在以零偏压为例来分析二次击穿现象的发生过程。当电压%E增大到达D点时,集电极发生雪崩效应,集电极的电流上升到B点,经过一短暂的时间后,电压将会突然减小到E点,同时电流急骤增大。如果没有适当的保护措施,电流将继续增大到F点,从而造成BJT永久性损坏。这种从高电压小电流向低电压大电流跃变并伴随着电流急骤增大的现象,称为玎T的二次击穿。

    BJT二次击穿具有下面几个特点。

   ①在二次击穿点停留的时间r称为二次击穿的延迟时间。对于不同类型的二次击穿.这一时间的长短相差很大,长的可达100ms以上,短的几乎是瞬时的,后者称为“快型”二次击穿:

   ②从B点到E点的过渡几乎是瞬时的,它不是一种稳定的状态。BJT的状态不可能稳定在B~E这一区域内,而且到E点是不可逆的。即使在电路上采取了倮护措施,可以使BJT回到触发前的状态,但在BJT的内部已经留下了“伤痕”,重复几次仍然会使BJT永久性失效。

   ③在E点的电压称为二次击穿的维持电压,维持电压一般都为10~15V。

    产生二次击穿的原因

    不论对BJT的芯片进行何种表面处理,二次击穿特性仍保持不变。二次击穿主要是由于器件芯片局部过热引起的。在正向偏置时,温度升高是由于热不均衡性引起的。反向偏置时,温度升高是由雪崩击穿引起的。热不均衡性引起二次击穿是由于BJT的结面上有缺陷和参数分布不均匀,导致电流分布不均匀,从而引起温度分布不均匀的现象。温度高的局部区域,载流子浓度将增加,使电流更加密集,这种恶性循环形成热不稳定性。如果局部区域所产生的热量不能及时散发,将使电流上升失去控制。一旦温度达到材料熔点,便造成永久性破坏。

   雪崩击穿引起二次击穿是由于发生一次雪崩击穿之后,在某些点上因电流密度过大,改变了结电场分布,产生负阻效应,从而使局部温度过高的一种现象。二次击穿最终是由于局部过热而引起的,而热点的形成需要能量的积累,即需要一定的电压、电流和一定的时间。因此,集电极电压、电流、负载性质、导通脉冲宽度、基极电路的配置,以及材料、工艺等因素都对二次击穿有一定的影响。