PN结是二极管的核心部件,由P型半导体和N型半导体组成。当PN结加热时,电子和空穴的浓度都会增加,从而使得PN结两侧的载流子浓度增加,电流密度加大,导致二极管的压降增大。
由于PN结的高温效应,二极管的电流与温度呈正比例关系,电流随温度升高而增加,使得二极管的功率损耗增加,产生的热量又会进一步提高二极管的温度,形成一个正反馈的过程,从而加速了二极管的老化。
二极管中的载流子在运动过程中会产生热噪声,这种噪声使得PN结电位降低,也就是说,热噪声会增大二极管的电阻。
PN结两侧的电流会经过正比例关系的电阻,这时电阻的增加将导致电压降增大,从而使得二极管的电压降大于正常情况下的电压降,也就是说压降增大。
PN结在正向偏置下具有良好的导电性,但在反向偏置下,PN结的两端电压增大时,很快就会出现反向饱和电流。此时,二极管的反向电流不能维持在一个固定值,当温度升高时,反向饱和电流会增大。
因为反向饱和电流与PN结的温度有关,所以结温升高会使得反向饱和电流增大,从而使得二极管的压降增大。
二极管在工作过程中,由于功率损耗不均匀或材料质量和工艺工序等差异,容易在某些局部区域会出现热点现象,导致该区域的温度升高。在高温的情况下,低浓度的材料容易发生电离,从而形成大量空穴和电子,这进一步增加了该区域的电导率,从而加速了该区域的老化,导致电性能的变化,甚至会引发故障。
当二极管的局部热点出现在PN结处时,会导致PN结两侧电阻的变化,从而使得二极管的压降增大。