Sperrspannung

Strom-Spannungs-Charakteristikmit Durchbruchsbereich

DieSperrspannung(auchEinsatzspannunggenannt)ist jeneelektrische Spannung,welche über einem in Sperrrichtung gepoltenp-n-Überganganliegt. Durch denHalbleiterübergang fließt dann der, in der Regel, sehr geringeSperrstrom.Die Sperrspannung kann zwischen 0Voltund der Durchbruchsspannung (s. u.) betragen.

Ab einer bestimmten charakteristischen SpannungU_z(Durchbruchspannung) kommt es zumDurchbruch.Darunter versteht man bei einem pn-Übergang einen steilen Anstieg desStromesweit über den SättigungswertI_Sbei kritischer Sperrspannung. Ursache für den Durchbruch sind sehr hoheelektrische Feldstärken.

Es lassen sich drei unterschiedliche Mechanismen beschreiben:

• Stoßionisationmit Avalanche- bzw.Lawinendurchbruch,z. B.
  • IMPATT-Diodezur Erzeugung vonHochfrequenzen
  • Avalanche-Photodioden(Lawinenphotodioden) oder Avalanche-Schutzmechanismus inMOSFETundGleichrichterdioden
  • Überspannungsschutzmit Transientensuppressor bzw.Suppressordioden
  • Z-Dioden ab etwa 5 Volt (vgl. folgender Punkt)
• Zener-Durchbruch;Prinzip derZener-Diodenbis etwa 5 Volt, zur Bereitstellung vonReferenzspannungen
• Thermischer Durchbruch;Zusammenbruch der Sperrspannung aufgrund hoher Temperatur, in der Regel Zerstörung derDiodedurchDiffusionsvorgänge