什么是雪崩擊穿？單脈沖雪崩與重復雪崩有何不同？

材料摻雜濃度較低的PN結中，當PN結反向電壓增加時，空間電荷區中的電場隨著增強。這樣通過空間電荷區的電子和空穴，就會在電場作用下，使獲得的能量增大。在晶體中運行的電子和空穴將不斷的與晶體原子發生碰撞，通過這樣的碰撞可使束縛在共價鍵中的價電子碰撞出來，產生自由電子-空穴對。

新產生的載流子在電場作用下撞出其他價電子，又產生新的自由電子和空穴對。如此連鎖反應，使得阻擋層中的載流子的數量雪崩式地增加，流過PN結的電流就急劇增大擊穿PN結，這種碰撞電離導致擊穿稱為**雪崩擊穿，**也稱為電子雪崩現象。

功率器件并不是觸發雪崩就會損壞的，而是對雪崩能量有一定的承受能力，稱之為雪崩耐量，一般從以下兩個特性來考量某個功率器件承受的雪崩耐量的強弱，分別是：

*單脈沖雪崩耐量
*重復雪崩耐量

單脈沖雪崩

圖1給出了單脈沖雪崩測試的原理圖，對待測器件的Gate施加開啟信號，器件導通，電感L開始儲能，當電感儲能達到一定值以后，關閉Gate，此時電感能量只能通過雪崩電流來泄放。

圖1. 單脈沖雪崩測試的原理圖

圖2給出了單側雪崩測試幾個關鍵結點的示波器波形圖，可以看到當器件Gate電壓Vgs從高變低后，器件漏端電壓瞬時升高到雪崩擊穿電壓，直到電感能量在數微秒時間內泄放完畢。

圖2. 單脈沖雪崩測試波形圖

雪崩泄放的總能量由以下公式給出

其中：

在實際測試中，通常會固定L和VIN，通過不斷增大脈寬寬度TPulse，測得器件不損壞的最大雪崩耐量即為所測器件的EAS值。

重復雪崩耐量

圖3給出了重復雪崩測試的原理圖，對待測器件的Gate施加周期性開關信號，通過器件反復開關，周期性對電感儲能，并通過器件雪崩釋放能量。對于重復雪崩，每次發生雪崩的能量要比EAS小很多，但重復累加的能量會比單脈沖雪崩多很多，所以芯片結溫和管殼溫度都會升高，當芯片結溫達到Tjmax時，即為所測器件的EAR最大值。

圖3. 重復雪崩測試的原理圖

電除塵器中的電子雪崩現象

當一個電子從放電極(陰極)向收塵極(陽極)運動時，若電場強度足夠大，則電子被加速，在運動的路徑上碰撞氣體原子會發生碰撞電離。和氣體原子．第一次碰撞引起電離后，就多了一個自由電子。這兩個自由電子向收塵極運動時，又與氣體原子碰撞使之電離，每一原子又多產生一個自由電子，于是第二次碰撞后，就變成四個自由電子，這四個電子又與氣體原子碰撞使之電離，產生更多的自由電子。所以一個電子從放電極到收塵極，由于碰撞電離，電子數將雪崩似地增加，這種現象稱為電子雪崩。由于電子雪崩現象使電子數按等比級數不斷增加，其增加情況如圖《電子雪崩過程示意圖》所示