IGBT的终端耐压结构—柱面结和球面结的耐压差异

下面我们再分析一下球面结的雪崩电压。首先对（7-17）从PN结边界到耗尽区积分，结果如下，

计算出雪崩电场对应的耗尽区宽度，在带入（7-22）即可得到球面结的雪崩电压。将（7-17）带入碰撞电离率的经验表达式（7-9），并在整个耗尽区内进行积分，

同样，对于1200V的IGBT，假设PN结深，衬底浓度为，求解（7-23），可以得到雪崩时的耗尽区宽度，显然远小于平面结的和柱面结的。

将代入（7-19），得到球面结的雪崩电场为，

同样由于碰撞电离率经验公式的偏差问题，雪崩电场的绝对值与平面结和柱面结有所差别，但在同一个数量级，这个计算过程是可信的。

令（7-22）中的，即可得到球面结的雪崩电压为（ ），。

回顾《平面结和柱面结的耐压差异2》，平面结和柱面结在雪崩时所对应的耐压分别为1920V和250V，可见球面结对雪崩电压的影响。

为解决上述问题，就需要避免出现球面或者小曲率半径的PN结界面，这需要在设计中仔细考虑。

因为扩散工艺自身的特点，柱面PN结是不可避免的，比较容易想到的就是多用几个PN结来分担峰值电场，即芯片外围的由多个柱面结来共同承担电压，常见的终端结构基本都是按这个逻辑进行设计。