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雪崩二極管的工作原理
閱讀：857 發(fā)布時間：2017-8-4
雪崩二極管是利用半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中載流子的碰撞電離和渡越時間兩種物理效應(yīng)而產(chǎn)生負(fù)阻的固體微波器件。
PN結(jié)有單向?qū)щ娦?，正向電阻小，反向電阻很大。?dāng)反向電壓增大到一定數(shù)值時，反向電流突然增加。就是反向電擊穿。它分雪崩擊穿和齊納擊穿。雪崩擊穿是PN結(jié)反向電壓增大到一數(shù)值時，載流子倍增就像雪崩一樣，增加得多而快。利用這個特性制作的二極管就是雪崩二極管。
PN結(jié)有單向?qū)щ娦?，正向電阻小，反向電阻很大。?dāng)反向電壓增大到一定數(shù)值時，反向電流突然增加。就是反向電擊穿。它分雪崩擊穿和齊納擊穿。雪崩擊穿是PN結(jié)反向電壓增大到一數(shù)值時，載流子倍增就像雪崩一樣，增加得多而快。利用這個特性制作的二極管就是雪崩二極管。
雪崩二極管的工作原理：
在材料摻雜濃度較低的PN結(jié)中，當(dāng)PN結(jié)反向電壓增加時，空間電荷區(qū)中的電場隨著增強(qiáng)。這樣，通過空間電荷區(qū)的電子和空穴，就會在電場作用下獲得的能量增大，在晶體中運(yùn)動的電子和空穴將不斷地與晶體原子又發(fā)生碰撞，當(dāng)電子和空穴的能量足夠大時，通過這樣的碰撞的可使共價(jià)鍵中的電子激發(fā)形成自由電子–空穴對。新產(chǎn)生的電子和空穴也向相反的方向運(yùn)動，重新獲得能量，又可通過碰撞，再產(chǎn)生電子–空穴對，這就是載流子的倍增效應(yīng)。當(dāng)反向電壓增大到某一數(shù)值后，載流子的倍增情況就像在陡峻的積雪山坡上發(fā)生雪崩一樣，載流子增加得多而快，這樣，反向電流劇增， PN結(jié)就發(fā)生雪崩擊穿。利用該特點(diǎn)可制作高反壓二極管。
雪崩二極管是一種負(fù)阻器件，特點(diǎn)是輸出功率大，但噪聲也很大。主要噪聲來自于雪崩噪聲，是由于雪崩倍增過程中產(chǎn)生電子和空穴和無規(guī)則性所引起的，其性質(zhì)和散彈噪聲類似。雪崩噪聲是雪崩二極管振蕩器的噪聲遠(yuǎn)高于其它振蕩器的主要原因。