Breakdown, Yielding, Breakdown Voltage   항복, 항복 전압, Avalanche 항복, Zener 항복

(2016-09-18)

사태 (沙汰/砂汰)

1. 항복 (Breakdown 또는 Yielding) 현상

  ㅇ 어느 한계를 넘었을 때, 급격한 변화를 일으키는 현상

  ㅇ [재료]   항복(降伏) (Yielding)
     - 재료가 하중에 견디어내다가 최종적으로 항복하며, 파손 또는 파괴(Fracture)되는 형태

  ㅇ [전기계/반도체]  항복(降伏) (Breakdown)
     - 어느 임계 전류/전압을 초과하면, 소자 내 갑작스런 큰 전류가 흐르게되는 파괴적 현상
        . 例) 절연 파괴, 반도체 소자 내 항복 현상, 번개(기체 방전) 등


2. [반도체]  항복 전압 (Breakdown Voltage)다이오드 또는 트랜지스터파괴되기전 견딜 수 있는 역방향 전압의 한계
     - 어떤 특정 전압에서 역방향 전류가 급격히 증가되는 지점       ☞ 최대 역누설전류
        . 한편, 높은 역방향 전압에서  큰 역방향 전류가 흐르게되고, 
                이때 과도한 열이 발생하여 다이오드파괴됨

     - 일반적인 다이오드파괴 항복전압은 50 [V] 이상


3. [반도체]  항복(Breakdown)의 종류

  ㅇ Avalanche 항복 (5 ~ 250 V 정도) : 사태 증배(Avalanche Multiplication)에 의함
     - 매우 높은 전기장 에너지 공급에 의해 공간전하영역(공핍층)에서 소수 캐리어의
       결정 원자와의 충돌에 의해 전자-정공 쌍이 연이어 만들어지는 정도
        . 역방향 전압이 증가하면 소수 캐리어는 더욱 빠르게 이동하여 결정 원자충돌
          하게 됨

  ㅇ Zener 항복 (~ 5 V 미만)         : 터널링 효과(Tunneling Effect)에 의함
     - 의도적으로 불순물 도핑이 많이 된 pn 접합에서 공핍영역이 매우 좁아져서
       터널링 작용을 통해 발생됨
        . pn 접합의 p측 가전자대에서 n측 전도대로 직접 터널링될 정도로,
          충분한 역방향 전압이 인가된 경우

  ※ [참고] 항복 현상의 응용
     - 사태 증배 메커니즘에 의한 다이오드 : IMPATT 다이오드
     - 항복전압에서 사용되도록 설계다이오드Zener Diode 참조


[반도체 기초] 1. 반도체 2. 진성/불순물/보상 반도체 3. 전자 4. 정공 5. 유효 질량 6. 질량 작용 법칙 7. 도너,억셉터 8. 항복전압
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