半導体の耐圧について

質問

授業で、半導体は順方向電圧に対する耐圧と逆方向電圧に対する電圧を比べると、順方向電圧に対する耐圧の方が強いとききました。なぜ、そのようになるのでしょうか？宜しくお願いします。

回答No.1

semikuma

PN接合あるいはショットキー接合の耐圧かと思います。
半導体の耐圧とは、普通逆方向の電圧をかけたとき、電流が急激に流れ始める電圧を言います。
(モノにもよりますが、通常は数mVから数Vです。)
これは、素子内部にPN接合あるいはショットキー接合のバリアがあって、一定以上の電界に達すると、電子がトンネル効果によりバリアを透過するようになるか(ツェナー降伏)、電界により加速された電子が別の電子を叩き出して電子を増倍させるかして(なだれ降伏)、電流が急増するからです。

逆方向で使うことを想定して作られた素子(ツェナーダイオードなど)は、降伏電圧を多少超える電圧をかけても壊れないように作ってありますが、そうでない素子は、局所的に電流が集中して、熱で壊れます。

一方、順方向にはバリアがないので、原理的には何Vでもかけることができます。
つまり順方向の耐圧というものはありません。
但し、電流が流れすぎるとやはりジュール熱で素子が(通常は電極部分が)壊れてしまうので、これを耐圧といえないこともないでしょう。