二次击穿现象

发生二次击穿的原因(电流集中理论 雪崩注入理论)

二次击穿现象

对于集电极电压超过V(BR)CEO而引起的击穿，只要外电路限制击穿后的电流，管子就不会损坏，待集电极电压减小到小于V(BR)CEO后，管子也就恢复到正常工作，因此这种击穿是可逆的，不是破坏性的。这种击穿为一次击穿。

如果上述击穿后，电流不加限制，就会出现集电极电压迅速减小，集电极电流迅速增大的现象，通常将这种现象称为二次击穿。

发生二次击穿的原因

产生二次击穿的原因主要是管内结面不均匀、晶格缺陷等。发生二次击穿的过程是：结面某些薄弱点上电流密度增大，引起这些局部点的温度升高，从而使局部点上电流密度更大，温度更高……，如此反复作用，最后导致过热点的晶体熔化，相应在集射极间形成低阻通道，导致vCE下降，iC剧增，结果是功率管尚未发烫就已损坏。因此二次击穿是不可逆的，是破坏性的。

二次击穿的产生和大功率晶体管的工作电流、电压、功耗、结温、电流脉宽等有关，但是，从通过的平均电流来看，并没有达到二次击穿的诱发值，可是还往往产生二次击穿，因此人们提出各种解释理论，主要有电流集中理论和雪崩注入理论。

电流集中理论

“电流集中理论”认为，二次击穿是由于大功率晶体管内部出现局部电流集中，使得局部功耗达到了诱发功率PSB，在电流集中处形成过热点，使该处产生热击穿或电流击穿的结果，该处熔融，管子永久性烧毁。

电流局部集中的原因是大电流时发射极电流集边效应或夹紧效应，还有可能的材料、扩散工艺造成的不均匀性引起的。关键原因是开通晶体管时的集边效应和关断晶体管夹紧效应，它们使得局部集中处电流密度特别大，例如发生发射极电流集边效应时，发射区边缘电流密度是其中央电流密度的三倍。温度高于其他地方，并不容易散发出去，产生过热点，如使电流继续增加，会使过热点温度进一步提高，如此循环下去，其结果就会使该过热点处发生电流集中型二次击穿。

雪崩注入理论

当大功率晶体管基极开路或反偏条件下，若集电结电流的反向电压不断增加，空间电荷区电场强度不断增加，倍增因子M增加，IC就会趋向于无穷大，而产生一次击穿，此后IC进一步增加，当集电结电流密度继续增大到以临界值时，依照基区扩展理论，集电结空间电荷移向N-N+结，N-N+在强电场作用下发生雪崩注入，而导致二次击穿，这种二次击穿延迟时间极短。