齐纳二极管工作原理在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115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115PN结二极管的反向击穿导致反向击穿的一个机制是avala
chemultiplicatio
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avala
chemultiplicatio
反向击穿的另一个机制是tu
eli
gTu
eli
g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tu
eli
g跳跃过去Tu
eli
g电流主要取决于耗尽区宽度和结上的电压差Tu
eli
g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
f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实际上结的击穿电压不仅和它的掺杂特性有关还和它的几何形状有关以上讨论分析了一种由两种均匀掺杂的半导体区域在一个平面相交的平面结尽管有些真正的结近似这种理想情况大多数结是弯曲的曲率加强了电场降低了击穿电压曲率半径越小击穿电压越低这个效应对薄结的击穿电压由很大的影响大多数肖特基二极管在金属硅交界面边缘有一个很明显的断层电场强化能极大的降低肖特基二极管的测量击穿电压除非有特别的措施能削弱Schottkybarrier边缘的电场图116是以上所讨论的所有的电路符号PN结用一根直线代表阴极而肖特基二极管和齐纳二极管则对阴极端做了一r