倍增效應

這裡介紹的是電子學中的倍增效應，也稱為雪崩倍增效應。

基本介紹

• 中文名：倍增效應
• 別稱：雪崩倍增效應

定義

雪崩倍增效應：如果碰撞電離過程發生很頻繁，不斷產生出電子-空穴對，這是一系列相繼的連鎖過程，瞬間即可產生出大量的電子-空穴對——雪崩倍增效應。這是導致材料和器件發生擊穿的一種重要機理。

雪崩倍增效應的強弱用雪崩倍增因子M來表示。對於p-n結，當輸出電流與輸入電流之比為無窮大（即M趨於無窮大）時即產生雪崩擊穿；如果採用電子和空穴的電離率（在1cm路程上所產生的電子-空穴對的數目）來描述擊穿的話，就是當電離率在勢壘區中的積分等於1時即發生擊穿。這些就是p-n結髮生擊穿的條件。但是存在倍增效應並不意味著一定會擊穿。因為如果不滿足擊穿條件的話，就不會擊穿。

產生條件

發生倍增效應的基礎或者先決條件是碰撞電離。半導體或絕緣體在高電場作用下，其中載流子將加速運動而獲得能量（成為熱載流子），當載流子能量（動能）大于禁頻寬度（實際上應該大於1.5倍禁頻寬度）、並與價鍵上的電子（即價帶中的價電子）相碰撞時，就可以產生本徵激發——產生出一個電子-空穴對，這就是碰撞電離作用。碰撞電離的強弱用電離率（或電離係數）α來表征，電離率就是一個載流子在強電場作用下，走過單位距離時所產生出來的電子-空穴對的數目。電離率與電場和禁頻寬度密切有關：隨著電場的增強而指數式增大，隨著禁頻寬度的增大而指數式減小。

套用舉例

倍增效應在實際中的套用很廣泛。例如，雪崩光電二極體，就是利用倍增效應來放大微弱光信號的。再如，IMPATT二極體，也是利用倍增效應來實現微波振盪與放大的。