Welche Dioden, Trioden und Feldeffektröhren verursachen nach einem Ausfall dauerhafte Schäden?

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2022-03-17 379

Welche Diode, Triode oder welcher FET verursacht nach einem Durchbruch bleibende Schäden?

Der Durchbruch des pn-Übergangs kann in Lawinendurchbruch, Tunneldurchbruch und thermoelektrischen Durchbruch unterteilt werden.

?Die ersten beiden sind im Allgemeinen nicht destruktiv. Wenn die Sperrspannung sofort abnimmt, kann die Leistung des pn-Übergangs wiederhergestellt werden. Wird die Spannung nicht sofort gesenkt, wird der pn-Übergang zerstört. Wenn an den pn-Übergang eine Sperrspannung angelegt wird und keine gute Wärmeableitung vorliegt, steigt die Sperrschichttemperatur und der Sperrstrom steigt weiter an. Dieser Zyklus wiederholt sich und schließlich bricht der pn-Übergang zusammen. Der durch thermische Instabilität verursachte Durchschlag wird als thermoelektrischer Durchschlag bezeichnet und ist dauerhaft zerstörerisch. Der Durchbruch des pn-Übergangs ist eine wichtige elektrische Eigenschaft des pn-Übergangs. Die Durchbruchspannung begrenzt die Arbeitsspannung des pn-Übergangs, daher stellen Halbleiterbauelemente bestimmte Anforderungen an die Durchbruchspannung. Allerdings können viele Geräte wie Zenerdioden, Lawinendioden und Tunneldioden durch Ausnutzung des Durchbruchphänomens hergestellt werden.

Es gibt zwei physikalische Mechanismen für den Durchbruch eines in Sperrrichtung vorgespannten PN-Übergangs: den Zener-Durchbruch und den Lawinendurchbruch. Aufgrund des Tunnelmechanismus kommt es in stark dotierten PN-Übergängen zu einem Zenerdurchbruch. Bei einem stark dotierten PN-Übergang liegen das Leitungsband und das Valenzband auf beiden Seiten unter Sperrvorspannung sehr nahe beieinander, sodass Elektronen direkt vom P-Bereich in den N-Bereich tunneln können.

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