齐纳二极管与齐纳击穿

齐纳二极管 稳压二极管，英文名称Zener diode，又叫齐纳二极管。利用pn结反向击穿状态，其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象，制成的起稳压作用的二极管。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小的数值，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。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高的稳定电压。

原理

稳压二极管的伏安特性曲线的正向特性和普通二极管差不多，反向特性是在反向电压低于反向击穿电压时，反向电阻很大，反向漏电流极小。但是，当反向电压临近反向电压的临界值时，反向电流骤然增大，称为击穿，在这一临界击穿点上，反向电阻骤然降至很小值。尽管电流在很大的范围内变化，而二极管两端的电压却基本上稳定在击穿电压附近，从而实现了二极管的稳压功能。

齐纳击穿 当PN结的掺杂浓度很高时，阻挡层就十分薄。这种阻挡层特别薄的PN结，只要加上不大的反向电压，阻挡层内部的电场强度就可达到非常高的数值。这种很强的电场强度可以把阻挡层内中性原子的价电子直接从共价键中拉出来，变为自由电子，同时产生空穴，这个过程称为场致激发。由场致激发而产生大量的载流子，使PN结的反向电流剧增，呈现反向击穿现象。这种击穿通常称为齐纳击穿。齐纳击穿发生在掺杂浓度很高的PN结上，同时在此较低的外加电压时就会出现这种击穿。

当反向电压增大到一定程度时，空间电荷区内就会建立一个很强的电场。这个强电场能把价电子从共价键中拉出来，从而在空间电荷区产生大量电子-空穴对。这些电子-空穴对产生后，空穴被强电场驱到P区，电子被强电场驱到N区，使反向电流猛增。这种由于强电场的作用，直接产生大量电子-空穴对而使反向电流剧增的现象叫做齐纳击穿。

齐纳击穿常发生在掺杂浓度比较高的PN结中，因为此时空间电荷层比较薄，一个很小的反向电压就可以在空间电荷区内建立一个很强的电场（通常高达108V/cm）。

当温度升高时，电子热运动加剧，较小的反向电压就能把价电子从共价键中拉出来，所以温度上升时，击穿电压下降，也就是说，齐纳击穿具有负的温度系数。