雪崩击穿和齐纳击穿区别

电⼒电⼦器件电⼒电⼦器件电⼒电⼦器件（Power Electronic Device）是指可直接⽤于处理电能的主电路中，实现电能的变换或控制的电⼦器件。

主电路：在电⽓设备或电⼒系统中，直接承担电能的变换或控制任务的电路。

电⼒电⼦器件的特征◆所能处理电功率的⼤⼩，也就是其承受电压和电流的能⼒，是其最重要的参数，⼀般都远⼤于处理信息的电⼦器件。

◆为了减⼩本⾝的损耗，提⾼效率，⼀般都⼯作在开关状态。

◆由信息电⼦电路来控制,⽽且需要驱动电路。

◆⾃⾝的功率损耗通常仍远⼤于信息电⼦器件，在其⼯作时⼀般都需要安装散热器。

电⼒电⼦器件的功率损耗断态损耗通态损耗：是电⼒电⼦器件功率损耗的主要成因。

开关损耗：当器件的开关频率较⾼时，开关损耗会随之增⼤⽽可能成为器件功率损耗的主要因素。

分为开通损耗和关断损耗。

电⼒电⼦器件在实际应⽤中，⼀般是由控制电路、驱动电路和以电⼒电⼦器件为核⼼的主电路组成⼀个系统。

电⼒电⼦器件的分类按照能够被控制电路信号所控制的程度◆半控型器件：指晶闸管（Thyristor）、快速晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管、双向晶闸管。

◆全控型器件：IGBT、GTO、GTR、MOSFET。

◆不可控器件：电⼒⼆极管（Power Diode）、整流⼆极管。

按照驱动信号的性质◆电流驱动型：通过从控制端注⼊或者抽出电流来实现导通或者关断的控制。

Thyrister，GTR，GTO。

◆电压驱动型：仅通过在控制端和公共端之间施加⼀定的电压信号就可实现导通或者关断的控制。

电⼒MOSFET，IGBT，SIT。

按照驱动信号的波形（电⼒⼆极管除外）◆脉冲触发型：通过在控制端施加⼀个电压或电流的脉冲信号来实现器件的开通或者关断的控制。

晶闸管，SCR，GTO。

◆电平控制型：必须通过持续在控制端和公共端之间施加⼀定电平的电压或电流信号来使器件开通并维持在通断状态。

GTR，MOSFET，IGBT。

按照载流⼦参与导电的情况◆单极型器件：由⼀种载流⼦参与导电。

半导体PN结PN结是采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体（通常是硅或锗）基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结。

一：了解PN结前先来了解几个内容：1.N型半导体掺入少量杂质磷元素（或锑元素）的硅晶体（或锗晶体）中，由于半导体原子（如硅原子）被杂质原子取代，磷原子外层的五个外层电子的其中四个与周围的半导体原子形成共价键，多出的一个电子几乎不受束缚，较为容易地成为自由电子。

于是，N型半导体就成为了含电子浓度较高的半导体，其导电性主要是因为自由电子导电。

2.P型半导体掺入少量杂质硼元素（或铟元素）的硅晶体（或锗晶体）中，由于半导体原子（如硅原子）被杂质原子取代，硼原子外层的三个外层电子与周围的半导体原子形成共价键的时候，会产生一个“空穴”，这个空穴可能吸引束缚电子来“填充”，使得硼原子成为带负电的离子。

这样，这类半导体由于含有较高浓度的“空穴”（“相当于”正电荷），成为能够导电的物质。

3.电子与空穴的移动（1）漂移运动上面叙述的两种半导体在外加电场的情况下，会作定向运动。

这种运动成为电子与空穴（统称“载流子”）的“漂移运动”，并产生“漂移电流”。

根据静电学，电子将作与外加电场相反方向的运动，并产生电流（根据传统定义，电流的方向与电子运动方向相反，即和外加电场方向相同）；而空穴的运动方向与外加电场相同，由于其可被看作是“正电荷”，将产生与电场方向相同的电流。

两种载流子的浓度越大，所产生的漂移电流越大。

（2）扩散运动由于某些外部条件而使半导体内部的载流子存在浓度梯度的时候，将产生扩散运动，即载流子由浓度高的位置向浓度低的位置运动，最终达到动态平衡状态。

二、PN结的形成采用一些特殊的工艺可以将上述的P型半导体和N型半导体紧密地结合在一起。

在二者的接触面的位置形成一个PN结。

P型、N型半导体由于分别含有较高浓度的“空穴”和自由电子，存在浓度梯度，所以二者之间将产生扩散运动。

pn结的特性,PN结的击穿特性,PN结的电容特性
当反向电压增大到一定值时，PN 结的反向电流将随反向电压的增加而急剧增加，这种现象称为PN 结的击穿，反向电流急剧增加时所对应的电压称为反向击穿电压，如上图所示，PN 结的反向击穿有雪崩击穿和齐纳击穿两种。

1、雪崩击穿：阻挡层中的载流子漂移速度随内部电场的增强而相应加快到一
定程度时，其动能足以把束缚在共价键中的价电子碰撞出来，产生自由电子—空穴对新产生的载流子在强电场作用下，再去碰撞其它中性原子，又产生新的自由电子—空穴对，如此连锁反应，使阻挡层中的载流子数量急剧增加，象雪崩一样。

雪崩击穿发生在掺杂浓度较低的PN 结中，阻挡层宽，碰撞电离的机会较多，雪崩击穿的击穿电压高。

2、齐纳击穿：当PN 结两边掺杂浓度很高时，阻挡层很薄，不易产生碰撞电离，但当加不大的反向电压时，阻挡层中的电场很强，足以把中性原子中的价电子直接从共价键中拉出来，产生新的自由电子—空穴对，这个过程称为场致激发。

一般击穿电压在6V 以下是齐纳击穿，在6V 以上是雪崩击穿。

3、击穿电压的温度特性：温度升高后，晶格振动加剧，致使载流子运动的平均自由路程缩短，碰撞前动能减小，必须加大反向电压才能发生雪崩击穿具有正的温度系数，但温度升高，共价键中的价电子能量状态高，从而齐纳击穿电压随温度升高而降低，具有负的温度系数。

6V
左右两种击穿将会同时发生，击穿电压的温度系数趋于零。

4、稳压二极管：PN 结一旦击穿后，尽管反向电流急剧变化，但其端电压几乎不变（近似为V(BR)，只要限制它的反向电流，PN 结就不会烧坏，利用这一特性可制成稳压二极管，其电路符号及伏安特性如上图所示：其主要参数有：VZ 、Izmin 、Iz 、Izmax。

雪崩击穿和齐纳击穿的区别
一、雪崩击穿是在电场作用下，载流子能量增大，不断与晶体原子相碰，使共价键中的电子激发形成自由电子-空穴对。

新产生的载流子又通过碰撞产生自由电子-空穴对，这就是倍增效应。

1生2，2生4，像雪崩一样增加载流子。

齐纳击穿完全不同，在高的反向电压下，PN结中存在强电场，它能够直接破坏！共价键将束缚电子分离来形成电子-空穴对，形成大的反向电流。

齐纳击穿需要的电场强度很大，只有在杂质浓度特别大的PN结才做得到。

（杂质大电荷密度就大）
一般的二极管掺杂浓度没这么高，它们的电击穿都是雪崩击穿。

齐纳击穿大多出现在特殊的二极管中，就是稳压二极管。

两种二极管都是工作在反向击穿区，二者的区别在于耐受暂态脉冲冲击能力和箝位电压水平等方面有所差异。

防雷设计中就是应用两种二极管的伏安特性来抑制雷电过电压。

二、雪崩击穿所需电压大！
雪崩击穿是PN结反向电压增大到一数值时，载流子倍增就像雪崩一样，增加得多而快。

齐纳击穿完全不同，在高的反向电压下，PN结中存在强电场，它能够直接破坏！共价键将束缚电子分离来形成电子-空穴对，形成大的反向电流。

齐纳击穿需要的电场强度很大！只有在杂质浓度特别大！！的PN结才做得到。

（杂质大电荷密度就大）PN结反向击穿有齐纳击穿和雪崩击穿，一般两种击穿同时存在，但在电压低于5－6V时的击穿以齐纳击穿为主，而电压高于5－6V 时的击穿以雪崩击穿为主。

两者的区别对于稳压管来说，主要是：
电压低于5－6V的稳压管，齐纳击穿为主，稳压值的温度系数为负。

电压高于5－6V的稳压管，雪崩击穿为主，稳压管的温度系数为正。

1.迁移率 参考答案：单位电场作用下，载流子获得的平均定向运动速度，反映了载流子在电场作用下的输运能力，是半导体物理中重要的概念和参数之一。

迁移率的表达式为：*q mτμ=可见，有效质量和弛豫时间（散射）是影响迁移率的因素。

影响迁移率的主要因素有能带结构（载流子有效质量）、温度和各种散射机构。

n pneu peu σ=+2.过剩载流子 参考答案：在非平衡状态下，载流子的分布函数和浓度将与热平衡时的情形不同。

非平衡状态下的载流子称为非平衡载流子。

将非平衡载流子浓度超过热平衡时浓度的部分，称为过剩载流子。

非平衡过剩载流子浓度：00,n n n p p p ∆=-∆=-，且满足电中性条件：n p ∆=∆。

可以产生过剩载流子的外界影响包括光照（光注入）、外加电压（电注入）等。

对于注入情形，通过光照或外加电压（如碰撞电离）产生过剩载流子：2i np n >，对于抽取情形，通过外加电压使得载流子浓度减小：2i np n <。

3. n 型半导体、p 型半导体N 型半导体：也称为电子型半导体.N 型半导体即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体.在纯净的硅晶体中掺入五价元素（如磷）,使之取代晶格中硅原子的位置,就形成了N 型半导体.在N 型半导体中,自由电子为多子,空穴为少子,主要靠自由电子导电.自由电子主要由杂质原子提供,空穴由热激发形成.掺入的杂质越多,多子（自由电子）的浓度就越高,导电性能就越强.P 型半导体：也称为空穴型半导体.P 型半导体即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体.在纯净的硅晶体中掺入三价元素（如硼）,使之取代晶格中硅原子的位子,就形成P 型半导体.在P 型半导体中,空穴为多子,自由电子为少子,主要靠空穴导电.空穴主要由杂质原子提供,自由电子由热激发形成.掺入的杂质越多,多子（空穴）的浓度就越高,导电性能就越强. 4. 能带当N 个原子处于孤立状态时，相距较远时，它们的能级是简并的，当N 个原子相接近形成晶体时发生原子轨道的交叠并产生能级分裂现象。

PN 结击穿机理
PN 结击穿是指当反向电压增大到一定值时，PN 结的反向电流将随反向电压的增加而急剧增大，这种现象称为 PN 结的击穿。

PN 结的击穿主要有两种类型：雪崩击穿和齐纳击穿。

1. 雪崩击穿：阻挡层中的载流子漂移速度随内部电场的增强而相应加快到一定程度时，其动能足以把束缚在共价键中的价电子碰撞出来，产生自由电子 - 空穴对。

在新产生的载流子在强电场作用下，再去碰撞其他中性原子，又产生新的电子空穴对。

这种连锁反应引起载流子数目剧增，从而导致击穿。

2. 齐纳击穿：当反向电压增大到一定程度，PN 结内部的电场强度足够破坏共价键，使电子从原子中解离出来。

这些电子在电场作用下迅速移动，与价带中的空穴相遇，形成大量的电子空穴对。

电子空穴对在电场作用下加速运动，碰撞到中性原子时，将其中的电子撞出，形成更多的电子空穴对。

这样，击穿电流迅速增加，直至达到 PN 结的承受极限。

PN 结击穿机理是由于反向电压作用下，PN 结内部电场强度增大，导致载流子数目剧增，从而引发雪崩击穿或齐纳击穿。

这两种击穿机理的共同特点是，当反向电压达到一定值时，PN 结的反向电流急剧增大，最终导致 PN 结的击穿。

在齐纳管原理通常情况下，反向偏置的PN结中只有一个很小的电流。

这个漏电流一直保持一个常数，直到反向电压超过某个特定的值，超过这个值之后PN结突然开始有大电流导通（图1.15）。

这个突然的意义重大的反向导通就是反向击穿，如果没有一些外在的措施来限制电流的话，它可能导致器件的损坏。

反向击穿通常设置了固态器件的最大工作电压。

然而，如果采取适当的预防措施来限制电流的话，反向击穿的结能作为一个非常稳定的参考电压。

图1.15 PN结二极管的反向击穿。

导致反向击穿的一个机制是avalanche multiplication。

考虑一个反向偏置的PN结。

耗尽区随着偏置上升而加宽，但还不够快到阻止电场的加强。

强大的电场加速了一些载流子以非常高的速度穿过耗尽区。

当这些载流子碰撞到晶体中的原子时，他们撞击松的价电子且产生了额外的载流子。

因为一个载流子能通过撞击来产生额外的成千上外的载流子就好像一个雪球能产生一场雪崩一样，所以这个过程叫avalanche multiplication。

反向击穿的另一个机制是tunneling。

Tunneling是一种量子机制过程，它能使粒子在不管有任何障碍存在时都能移动一小段距离。

如果耗尽区足够薄，那么载流子就能靠tunneling跳跃过去。

Tunneling电流主要取决于耗尽区宽度和结上的电压差。

Tunneling 引起的反向击穿称为齐纳击穿。

结的反向击穿电压取决于耗尽区的宽度。

耗尽区越宽需要越高的击穿电压。

就如先前讨论的一样，掺杂的越轻，耗尽区越宽，击穿电压越高。

当击穿电压低于5伏时，耗尽区太薄了，主要是齐纳击穿。

当击穿电压高于5伏时，主要是雪崩击穿。

设计出的主要工作于反向导通的状态的PN二极管根据占主导地位的工作机制分别称为齐纳二极管或雪崩二极管。

齐纳二极管的击穿电压低于5伏，而雪崩二极管的击穿电压高于5伏。

通常工程师们不管他们的工作原理都把他们称为齐纳管。

因此主要靠雪崩击穿工作的7V齐纳管可能会使人迷惑不解。

在同一块半导体基片的两边分别形成P 型和N 型半导体，则交界面就形成PN 结。

PN 结是绝大部分半导体器件的基础。

当((a d N P N N ≈区杂质浓度）区杂质浓度）时，称对称结； 当((a d N P N N ≠区杂质浓度）区杂质浓度）时，称非对称结。

如a d N N >，则用P N +表示；如a d N N <，则用PN +表示1.2.1动态平衡下的PN 结 1、PN 结的形成P 区的空穴（多子）浓度>>N 区的空穴（少子）浓度，∴P 区的空穴向N 区扩散，与N 区的自由电子（多子）复合。

同样N 区的自由电子也向P 区扩散，与P 区的空穴复合。

这样在P 区留下杂质负离子，在N 区留下杂质正离子，就在交界面两侧形成了由数目相等符号相反的杂质离子构成的空间电荷区----PN 结。

空间电荷区产生的电场叫内电场E ，方向N →P.内电场的作用：阻挡多子的扩散，推动少子的漂移。

开始时，空间电荷区很薄，E 很小，扩散电流D I >漂移电流T I ,使空间电荷区变厚，E 变大，使D I ↓，T I ↑，最终使D T I I =，扩散和漂移达到动态平衡，总电流( 通过PN 结的净电流)为零。

2、内建电位差B V ------内电场产生的电位差2lna dB T i N N V V n ⋅≈ 式中 T kTV q=为热电压，室温（T=300K ）时，26T V mV =. Si ：0.50.7B V V = , Ge ：0.20.3B V V = 3、空间电荷区的其它名称 阻挡层（阻挡多子扩散）P (a ) 多数载流子的扩散运动N(b ) 平衡时阻挡层形成自建场势垒区4、空间电荷区宽度设PN 结的截面积为S ,P 区一侧的空间电荷区宽度为Xp, N 区一侧的空间电荷区宽度为Xn ，因为两边电荷量的绝对值相等，所以p a n d q S X N q S X N ⋅⋅⋅=⋅⋅⋅ ∴n ap dX N X N =。

PN结的形成原理就不做过多的赘述了，只说它的击穿特性。

击穿特性只需要记住一点，那就是加上反向电压。

当PN结上加反向电压，PN结有电流流过，此时的反向电流在反向电压很小时，保持一个较小的值。

当反向电压增大到一定数值时，反向电流突然剧增，这种现象称为PN结的反向击穿。

如下图所示：。

表示。

反向击PN结出现击穿时两端所加的反向电压称为击穿电压，用VB穿又根据击穿条件不同可分为雪崩击穿和齐纳击穿两类。

(1)雪崩击穿。

当反向电压较高时，空间电荷区的电场强度增强，从而使得PN结内载流子获得很大的动能。

当它与结内原子发生直接碰撞时，将原子电离，产生新的“电子一空穴对”，这种现象叫做碰撞电离。

如果空间电荷区足够宽，载流子发生多次碰撞，碰撞电离导致空间电荷区载流子迅速增加，就像雪崩一样，称为雪崩倍增。

由于载流子雪崩倍增，使得反向电流迅速增大，从而发生击穿，这就是雪崩击穿。

(2)齐纳击穿，有些资料称之为隧道击穿。

齐纳击穿通常发生在掺杂浓度很高的PN结内。

由于掺杂浓度很高，PN结很窄，这样即使施加较小的反向电压，结层中的电场却很强。

在强电场作用下，由隧道效应，使大量电子从价带穿过禁带而进入到导带所引起的一种击穿现象。

这种情况对应的实际应用就是齐纳二极管，就是我们日常使用的稳压二极管，当反向电压增加到一定值，电流迅速增加，但是电压基本上不变。

稳压二极管如下图：上述两种电击穿过程是可逆的，当加在稳压管两端的反向电压降低后，管子仍可以恢复原来的状态。

施加反向电压，具有反向电流，肯定要发热，发热的强度直接决定管子，PN结是否损坏。

所以有一个前提条件，就是反向电流和反向电压的乘积不能大于PN结容许的最大耗散功率，如果超过超过了就会因为热量散不出去而使PN结温度上升，随着温度上升，反向饱和电流增大，如此循环，使得饱和电流无限增大（理论上），直到过热而烧毁，此时的击穿就称之为热击穿。

热击穿并不是等PN结凉下来就可以继续恢复的，它在物质结构上来讲，已经被热破坏，所以无法恢复。

齐纳二极管zener diodes(又叫稳压二极管)它的电路符号是:此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件.在这临界击穿点上,反向电阻降低到一个很少的数值,在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定,稳压二极管是根据击穿电压来分档的,因为这种特性,稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用.其伏安特性,稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用,通过串联就可获得更多的稳定电压。

PN结有单向导电性，正向电阻小，反向电阻很大。

当反向电压增大到一定数值时，反向电流突然增加。

就是反向电击穿。

它分雪崩击穿和齐纳击穿。

雪崩击穿是PN结反向电压增大到一数值时，载流子倍增就像雪崩一样，增加得多而快。

利用这个特性制作的二极管就是雪崩二极管。

它是在外加电压作用下可以产生高频振荡的晶体管。

产生高频振荡的工作原理是：利用雪崩击穿对晶体注入载流子，因载流子渡越晶片需要一定的时间，所以其电流滞后于电压，出现延迟时间，若适当地控制渡越时间，那么，在电流和电压关系上就会出现负阻效应，从而产生高频振荡。

它常被应用于微波领域的振荡电路中。

两者击穿形式的区别：雪崩击穿是在电场作用下，载流子能量增大，不断与晶体原子相碰，使共价键中的电子激发形成自由电子-空穴对。

新产生的载流子又通过碰撞产生自由电子-空穴对，这就是倍增效应。

1生2，2生4，像雪崩一样增加载流子。

齐纳击穿完全不同，在高的反向电压下，PN结中存在强电场，它能够直接破坏！共价键将束缚电子分离来形成电子-空穴对，形成大的反向电流。

齐纳击穿需要的电场强度很大，只有在杂质浓度特别大的PN结才做得到。

（杂质大电荷密度就大）一般的二极管掺杂浓度没这么高，它们的电击穿都是雪崩击穿。

齐纳击穿大多出现在特殊的二极管中，就是稳压二极管。

两种二极管都是工作在反向击穿区，二者的区别在于耐受暂态脉冲冲击能力和箝位电压水平等方面有所差异。

防雷设计中就是应用两种二极管的伏安特性来抑制雷电过电压。

PN结的击穿特性：当反向电压增大到一定值时，PN结的反向电流将随反向电压的增加而急剧增加，这种现象称为PN结的击穿，反向电流急剧增加时所对应的电压称为反向击穿电压，如上图所示，PN结的反向击穿有雪崩击穿和齐纳击穿两种。

1、雪崩击穿：阻挡层中的载流子漂移速度随内部电场的增强而相应加快到一定程度时，其动能足以把束缚在共价键中的价电子碰撞出来，产生自由电子—空穴对新产生的载流子在强电场作用下，再去碰撞其它中性原子，又产生新的自由电子—空穴对，如此连锁反应，使阻挡层中的载流子数量急剧增加，象雪崩一样。

雪崩击穿发生在掺杂浓度较低的PN结中，阻挡层宽，碰撞电离的机会较多，雪崩击穿的击穿电压高。

2、齐纳击穿：当PN结两边掺杂浓度很高时，阻挡层很薄，不易产生碰撞电离，但当加不大的反向电压时，阻挡层中的电场很强，足以把中性原子中的价电子直接从共价键中拉出来，产生新的自由电子—空穴对，这个过程称为场致激发。

一般击穿电压在6V以下是齐纳击穿，在6V以上是雪崩击穿。

3、击穿电压的温度特性：温度升高后，晶格振动加剧，致使载流子运动的平均自由路程缩短，碰撞前动能减小，必须加大反向电压才能发生雪崩击穿具有正的温度系数，但温度升高，共价键中的价电子能量状态高，从而齐纳击穿电压随温度升高而降低，具有负的温度系数。

6V左右两种击穿将会同时发生，击穿电压的温度系数趋于零。

4、稳压二极管：PN结一旦击穿后，尽管反向电流急剧变化，但其端电压几乎不变（近似为V(BR)，只要限制它的反向电流，PN结就不会烧坏，利用这一特性可制成稳压二极管，其电路符号及伏安特性如上图所示：其主要参数有：VZ 、Izmin 、Iz 、Izmax电压才能发生雪崩击穿具有正的温度系数，但温度升高，共价键中的价电子能量状态高，从而齐纳击穿电压随温度升高而降低，具有负的温度系数。

6V左右两种击穿将会同时发生，击穿电压的温度系数趋于零。

PN结的电容特性：PN结除具有非线性电阻特性外，还具有非线性电容特性，主要有势垒电容和扩散电容。

齐纳二极管与雪崩二极管[整理版]齐纳二极管zener diodes(又叫稳压二极管)它的电路符号是:此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件.在这临界击穿点上,反向电阻降低到一个很少的数值,在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定,稳压二极管是根据击穿电压来分档的,因为这种特性,稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用.其伏安特性,稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用,通过串联就可获得更多的稳定电压。

PN结有单向导电性，正向电阻小，反向电阻很大。

当反向电压增大到一定数值时，反向电流突然增加。

就是反向电击穿。

它分雪崩击穿和齐纳击穿。

雪崩击穿是PN结反向电压增大到一数值时，载流子倍增就像雪崩一样，增加得多而快。

利用这个特性制作的二极管就是雪崩二极管。

它是在外加电压作用下可以产生高频振荡的晶体管。

产生高频振荡的工作原理是:利用雪崩击穿对晶体注入载流子，因载流子渡越晶片需要一定的时间，所以其电流滞后于电压，出现延迟时间，若适当地控制渡越时间，那么，在电流和电压关系上就会出现负阻效应，从而产生高频振荡。

它常被应用于微波领域的振荡电路中。

两者击穿形式的区别:雪崩击穿是在电场作用下，载流子能量增大，不断与晶体原子相碰，使共价键中的电子激发形成自由电子-空穴对。

新产生的载流子又通过碰撞产生自由电子-空穴对，这就是倍增效应。

1生2，2生4，像雪崩一样增加载流子。

齐纳击穿完全不同，在高的反向电压下，PN结中存在强电场，它能够直接破坏～共价键将束缚电子分离来形成电子-空穴对，形成大的反向电流。

齐纳击穿需要的电场强度很大，只有在杂质浓度特别大的PN结才做得到。

(杂质大电荷密度就大)一般的二极管掺杂浓度没这么高，它们的电击穿都是雪崩击穿。

齐纳击穿大多出现在特殊的二极管中，就是稳压二极管。

两种二极管都是工作在反向击穿区，二者的区别在于耐受暂态脉冲冲击能力和箝位电压水平等方面有所差异。

防雷设计中就是应用两种二极管的伏安特性来抑制雷电过电压。

齐纳二极管PN结反向击穿有齐纳击穿和雪崩击穿，一般两种击穿同时存在，但在电压低于 5－6V时的击穿以齐纳击穿为主，而电压高于5－6V时的击穿以雪崩击穿为主。

两者的区别对于稳压管来说，主要是：电压低于5－6V的稳压管，齐纳击穿为主，稳压值的温度系数为负。

电压高于5－6V的稳压管，雪崩击穿为主，稳压管的温度系数为正。

电压在5－6V之间的稳压管，两种击穿程度相近，温度系数最好，这就是为什么许多电路使用5－6V稳压管的原因。

稳压管的原理决定了它的反应速度是不可能很快的速度要求高的场合都用二极管＋基准电压如果只是要做保护，用TVS稳压管主要用于稳压，通过的电流越小越好五、在稳压管的击空机理中，为什么V Z<4V是齐纳击穿，V Z>7V是雪崩击空？三极管的发射结，发射区掺杂浓度高，基区掺杂浓度低，如果击穿，又属于什么机理？答：齐纳击穿是由于空间电荷区内的强电场把半导体原子共价键内的束缚电子强行拉出，新的电子-空穴对大量涌现而发生的。

掺杂浓度高的二极管，结区很窄，不太高的反向电压就能引起齐纳击穿。

所以，稳定电压低（V Z<4V）时是齐纳击穿。

雪崩击穿则是由于参与漂移的少子进入空间电荷区后，在电场作用下，运动速度增大，得到足够的动能，在撞击其它离子时，大量产生新的电子-空穴对。

这一现象中有连锁反应，最后导致击穿。

掺杂浓度低的二极管，结区较宽，少子在运动时，能获得较大的动能，导致雪崩击穿。

但由于结区较宽，要产生一定的电场强度，所需反向电压也较高。

所以，稳定电压V Z>7V的属于雪崩击穿。

三极管中的发射结是P+N 或 PN+ 结。

这种ＰＮ结的击穿电压由掺杂浓度低的基区的掺杂情况决定，属于雪崩击穿。

掺杂浓度愈低，击穿电压愈高。

<返回>六、如何用较简单的办法测试稳压管的极性和好坏？如何区分整流用的二极管和稳压管？答：在一定范围内，稳压管和二极管都有单向导电性，所以可用测二极管极性和好坏的办法来测试稳压管的极性和好坏。

当PN结上加的反向电压增大到一定数值时，反向电流突然剧增，这种现象称为PlN结的反向击穿。

PN结出现击穿时的反向电压称为反向击穿电压，用u。

表示。

反向击穿可分为雪崩击穿和齐纳击穿两类。

(1)雪崩击穿。

当反向电压较高时，结内电场很强，使得在结内作漂移运动的少数载流子获得很大的动能。

当它与结内原子发生直接碰撞时，将原子电离，产生新的“电子一空穴对”。

这些新的“电子一空穴对”，又被强电场加速再去碰撞其他原子，产生更多的“电子一空穴对”。

如此链锁反应，使结内载流子数目剧增，并在反向电压作用下作漂移运动，形成很大的反向电流。

这种击穿称为雪崩击穿。

显然雪崩击穿的物理本质是碰撞电离。

(2)齐纳击穿。

齐纳击穿通常发生在掺杂浓度很高的PN结内。

由于掺杂浓度很高，PN结很窄，这样即使施加较小的反向电压(5v以下)，结层中的电场却很强(可达2．5×1旷V／m左右)。

在强电场作用下，会强行促使PN结内原子的价电子从共价键中拉出来，形成“电子一空穴对”，从而产生大量的载流子。

它们在反向电压的作用下，形成很大的反向电流，出现了击穿。

显然，齐纳击穿的物理本质是场致电离。

采取适当的掺杂工艺，将硅PN结的雪崩击穿电压可控制在8～1000V。

而齐纳击穿电压低于5V。

在5～8v之间丽种击穿可能同时发生。

PN结的V-I特性曲线，当PN结两端的反向电压增大到一定数值时，反向电流突然增加。

这个现象就称为PN结的反向击穿(电击穿)。

发生击穿所需的反向电压VBR称为反向击穿电压。

PN结电击穿从其产生原因又可分为雪崩击穿和齐纳击穿两种类型。

一、雪崩击穿：当PN结反向电压增加时，空间电荷区中的电场随着增强。

通过空间电荷区的电子和空穴，在电场作用下获得的能量增大，在晶体中运动的电子和空穴，将不断地与晶体原子发生碰撞，当电子和空穴的能量足够大时，通过这样的碰撞，可使共价键中的电子激发形成自由电子—空穴对，这种现象称为碰撞电离。

新产生的电子和空穴与原有的电子和空穴一样，在电场作用下，也向相反的方向运动，重新获得能量，又可通过碰撞，再产生电子—空穴对，这就是载流子的倍增效应。