圖1給出了PN二極管的伏安特性，包括擊穿區(qū)域。因此，當(dāng)PN二極管高度反向偏置時(shí)，結(jié)可能會擊穿，即它呈現(xiàn)極小的電阻，導(dǎo)致電流在幾乎恒定的電壓下突然增加。只有通過在外部電路中放置合適的電阻器才能限制該電流。但是，故障不是永久性的。當(dāng)這個(gè)大的反向偏置被移除時(shí)，二極管將恢復(fù)到正常狀態(tài)。二極管的擊穿可以有兩種類型：（a）齊納擊穿和（b）雪崩擊穿。

齊納分解：

在使用重?fù)诫s P 和 N
區(qū)域的二極管中，在施加大的反向偏置時(shí)，由于結(jié)處的強(qiáng)電場導(dǎo)致共價(jià)鍵直接斷裂，可能會發(fā)生齊納擊穿。這樣產(chǎn)生的新電子-空穴對大大增加了反向電流，反向偏置值幾乎恒定，對于重二極管來說，通常低于
6 伏。由于P和N區(qū)的大量摻雜，耗盡區(qū)的寬度變得非常小。然后，對于施加小至 6 伏或更低電壓的反向偏置，耗盡區(qū)的磁場變得非常高，約為
106伏特/厘米導(dǎo)致齊納擊穿。

雪崩故障：

對于二極管中的中等摻雜，耗盡層寬度相當(dāng)大，因此產(chǎn)生強(qiáng)場以引起齊納擊穿所需的反向偏置變得過大。在這種中度或輕度摻雜的二極管中，擊穿不是通過齊納擊穿機(jī)制發(fā)生的，而是使用雪崩倍增機(jī)制進(jìn)行的。然后讓熱產(chǎn)生的載流子落下結(jié)勢壘，并從施加的電壓中獲得動能。該載流子與具有高動能的晶體離子碰撞時(shí)會導(dǎo)致共價(jià)鍵破裂。這種電離稱為沖擊電離。現(xiàn)在，除了原始載流子之外，還創(chuàng)建了一個(gè)新的電子-空穴對。

反過來，這些新的載流子也可能需要來自外加場的足夠能量，與晶體離子碰撞并產(chǎn)生新的電子-空穴對。Tis
過程是累積的，稱為雪崩乘法。最終結(jié)果是，在幾乎恒定的高壓降下產(chǎn)生較大的反向電流，據(jù)說會發(fā)生雪崩擊穿。

齊納二極管（擊穿二極管）

齊納二極管，也稱為擊穿二極管，是一種PN二極管，專門設(shè)計(jì)用于在反向偏置條件下的擊穿區(qū)域工作。二極管可以使用齊納擊穿或雪崩擊穿。使用齊納擊穿的二極管使用每
10 個(gè)雜質(zhì)原子量級的重?fù)诫s5硅原子，是
106伏特/厘米。使用雪崩擊穿的二極管使用介質(zhì)摻雜，其特點(diǎn)是擊穿電壓超過6伏。然而，齊納一詞通常用于所有具有反向擊穿特性的二極管。

圖1給出了典型硅和鍺齊納二極管的伏安特性。擊穿二極管工作在擊穿區(qū)域，電流受外部電阻限制。擊穿電壓 VZ可以通過適當(dāng)選擇摻雜水平來適當(dāng)選擇。

電路符號和等效電路

圖2（a）給出了齊納二極管的電路符號，而圖2（b）給出了等效電路。該等效電路包括一個(gè)小動態(tài)電阻和一個(gè)電壓為 V 的直流電池Z，等于齊納電壓。電阻
rz表示擊穿期間與特性的標(biāo)稱垂直區(qū)域的輕微斜率相對應(yīng)的電阻。然而，在大多數(shù)應(yīng)用中，外部電阻器比rz因此 rz在等效電路中可以忽略不計(jì)。

齊納二極管規(guī)格

齊納電壓 VZ制造商指定擊穿電壓 V 的值B，也稱為齊納電壓VZ在測試電流的特定值下，齊納二極管可用于 V 值Z從 2.5 伏到超過 500
伏，精度在 5% 到 20% 之間。

功耗它是V的產(chǎn)物Z和我Z.最大額定功率從 150 mW 到 250 瓦不等。

擊穿電流 IZK系列在 I 的低值下，反向擊穿特性存在一些曲率Z.因此，我們在拐點(diǎn)附近指定一些電流值，其中二極管兩端的電壓開始明顯不同 VZ.圖 3
顯示了電流 IZK系列。

動態(tài)阻抗這被定義為，

.。..。..。..。..（1）

其中 和 是 V 中的增量Z和我Z在圖 3 所示的反向擊穿特性上的任何品脫 P。

理想情況下，擊穿曲線應(yīng)該是一條完美的垂直線，并且z具有從幾歐姆到幾百歐姆不等的小值。

溫度對 V 的影響Z電壓 VZ受溫度變化的影響。溫度系數(shù)V值Z給出 V 中的當(dāng)前變化Z隨著溫度的變化，定義為，

.。..。..。（2）

V 的變化在哪里Z由于溫度變化（T1-T0）。

T變異的研究C帶 VZ陶醉于此

TC可能既是正的，也可能是負(fù)的，位于每攝氏度 +-0.1% 的范圍內(nèi)。

對于 VZ明顯超過 6 伏，表征雪崩破裂，TC是積極的。

對于 VZ低于 6 伏，表征真正的齊納擊穿，TC為陰性。

齊納二極管作為穩(wěn)壓器

圖4給出了使用齊納二極管提供恒定電壓V的電路Z跨負(fù)載正 RL盡管輸入電壓 V 有變化我或負(fù)載電阻 RL.源電壓 V我和負(fù)載電阻
RL如此選擇，使二極管在擊穿區(qū)域工作。從圖 4 中我們發(fā)現(xiàn)電壓 VZ二極管兩端的電壓也是負(fù)載電阻R兩端的電壓L盡管源電壓 V
發(fā)生變化，但它的變化非常小我或負(fù)載電流。事實(shí)上，齊納二極管保持輸出電壓VZ通過調(diào)節(jié)二極管電流 I 實(shí)現(xiàn)常數(shù)Z本身，以便允許通過 R 的恒定負(fù)載電流L.