漏电流
漏电流或是漏电，是指电流异常的流动，在一般认为无电流的电路上进行能量转移，像是电容器的自发性放电、变压器和其他电子零件之间的磁耦合、关闭晶体管以及反向导通二极管上面的电流。
电容器的漏电流
[编辑]有电荷，连接其他电路的电容器，其能量会渐渐减少，原因主要是因为连接电容器的其他电子元件（例如晶体管或是二极管）在关闭时仍然会有微量电流通过。其电流可能已比正常运作时的电流少几个数量级，但仍然会让电容器缓慢放电。另一种电容器漏电流的原因，是因为电容器里介电质的非理想特性，也称为介电质漏电。其介电质材料不是完美的绝缘体，电导率不为零，因此仍有少量的漏电流，让电容器缓慢放电[1]
电路上的漏电流
[编辑]漏电可以指电流离开了原先规划的电路，在其他路径上流动。这种漏电可能造成损坏、失火、RF噪声，也可能造成人员电击死亡[2]。这类的漏电可以观察电路，看电路上的电流是否接近电路其他部分的电流，若电路上没有分流路径，但某处电流明显的小于电路其他位置的电流，就可能有漏电的情形。高压系统的漏电可能会让接触到的人触电死亡[3]。
漏电流也可以指电路之间的电能转移。例如电力变压器的磁力线不会完全束缚在铁芯内，可能会和周边的电路耦合，因此周边电路会接收到变压器频率的对应能量，有可能在音讯的应用中出现嗡嗡声[4]。
漏电流也可以指一些电路的理想电流应该为零，但是有电流流过的情形，例如在待机、关闭或休眠状态的电器电源。这些元件的静态电流为1至2μA，比正常运作时的数百到数千mA要小很多。移动设备的制造商会很重视这类的电流，因为此电流会影响设备电池的可供电时间[5]。
有些市电电源供电的设备（像变频器及交流-直流转换器），有些会加装电源的滤波器，漏电流会经由连接电源线和中性线的Y电容流到地或是接地导体。此电流是因为电容器在市电频率下的阻抗所造成[6][7]。一般来说可以接受少量的漏电流，但漏电流若超过30 mA，可能会对设备的使用者造成危害。若像病患可能接触的医疗设备，其允许漏电流更低，一般需小于10 mA。
半导体的漏电流
[编辑]半导体器件里的漏电流属于量子现象，电荷载子（电子或电洞）穿隧通过绝缘区域。漏电流会随着绝缘区域厚度的减少而指数成长。穿隧漏电流也会出现在重掺杂P类半导体和N类半导体之间的Pn结上。电荷载子除了从栅氧化层或结上穿隧外，也可能会透过金属氧化物半导体场效晶体管的源极和汲极之间泄漏，这称为亚阈值电流。泄漏的主要来源是在晶体管内，但电子也可能在互连（interconnect）中泄漏。漏电流会增加消耗的功率，若电流过大甚至会使电路失效。
漏电流是影响电脑处理器效能的主要原因之一，减少漏电流的方式包括有应变硅、高介电常数介电层或是半导体中较重的掺杂剂。为了使摩尔定律继续有效，需要持续降低漏电流，不但需要新的材料，也需要好的系统设计，
有些半导体制造的缺陷，会使得漏电流增加。可以用量测漏电流或是Iddq测试方式，判断芯片是否有瑕疪。
漏电流增加是半导体元件受到较大应力时的失效模式，若其闸体氧化物或是接面受到永久性损害，但还没有大到造成灾难性故障，就会有此情形。闸极氧化物的过应力可能会造成应力诱发的漏电流。
异质结构场效晶体管（HFET）的漏电流多半是来自其阻障层中残留的高密度trap。到目前为止，GaN HFET的闸极漏电流都还是比比其他材质（如GaAs）的HFET要高[8]
漏电流常用mA为单位量测。若是反向偏压的二极管，其漏电流对温度的灵敏度很高。若是宽温度范围的应用，需要确认半导体特性，并且确认漏电流在应用上的影响。
相关条目
[编辑]参考资料
[编辑]- ^ Associated Research Tech Info 互联网档案馆的存档，存档日期2006-10-16.
- ^ Issues with Leakage
- ^ Glossary from System Connection. [2009-09-09]. （原始内容存档于2008-12-01）.
- ^ Glossary from Electric Fence 互联网档案馆的存档，存档日期2011-10-08.
- ^ Keysight Technologies Application Note: Increase DC-input Battery Adapter Test Throughput By Several-fold
- ^ Schaffner - Leakage currents in power line filters
- ^ Leakage Current Measuring Circuits
- ^ Rahbardar Mojaver, Hassan; Valizadeh, Pouya. Reverse Gate-Current of AlGaN/GaN HFETs: Evidence of Leakage at Mesa Sidewalls. IEEE Transactions on Electron Devices. April 2016, 63 (4): 1444–1449. ISSN 0018-9383. S2CID 43162250. doi:10.1109/TED.2016.2529301.