章半导体二极管及其基本应用电路节击穿特性.pdfVIP

PN结的击穿特性

由图1可以看到，当加在PN结上的反向压超过V时，反向电流会急剧增大，这种现象称为

BR

击穿（Breakdown）。并定义V为PN结的击穿电压。PN结发生反向击穿的机理可以分为两种:

BR

雪崩击穿和齐纳击穿。

图1PN结的伏安特性

（1）雪崩击穿

雪崩击穿（AvalancheMultiplication）发生在轻掺杂的PN结中。如图2所示，当外加反向电压

增大时，阻挡层的电场增强，少子漂移通过阻挡层时被加速，致使其动能增大。当反向电压增

大到一定数值时，少子获得的动能足以把束缚在共价键中价电子碰撞出来，产生电子-空穴对。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。如此

使得阻挡层中载流子的数量急剧增多，因而流过PN结的反向电流也就急剧增大。由于载流子的增

长速度极快，像雪崩一样，所以称为雪崩击穿。雪崩击穿的击穿电压较高，其值随掺杂浓度的降低

而增大，且具有正的温度系数。

图2PN结的雪崩击穿

（2）齐纳击穿

齐纳击穿发生掺杂的PN结中。重掺杂的PN结阻挡层变得很薄，其中载流子与中性原子

相碰撞的机会极小，因而不容易发生雪崩击穿。但是，在这种阻挡层内，加上不大的反向电压，就

能建立很强的电场（例如，加上1V反向电压时，阻挡层内的电场可达2.5×105V/cm），足以把阻

挡层内中性原子的价电子直接从共价键中拉出来，产生电子-空穴对，这个过程称为场致激发。场

致激发能够产生大量的载流子，使PN结的反向电流剧增。齐纳击穿的击穿电压较低，其值随掺杂

浓度的增大而减小，且具有负的温度系数。

一般而言，对硅材料的PN结，V7V时为雪崩击穿;V5V时为齐纳击穿;V介于5~7V时，

BRBRBR

两种击穿都有。

当PN结击穿后，若降低反偏压，PN结仍可恢复，这种击穿称为电击穿。电击穿是可以利用

的，稳压二极管便是根据这一原理制成的。当PN结击穿后，若继续增大反偏压，会使PN结因过

热而损坏，这种击穿称为热击穿。热击穿是要力求避免的。