半导体二极管及整流、稳压电路半导体是指导电能力介于导体和绝缘体之间且在电气方面具有独特性质的物体，如锗、硅等。用半导体材料做成的二极管、三极管称半导体管或晶体管。 在纯净的半导体（本征半导体）中，载流子数量很少，导电能力很弱，其载流子是由热激发产生的自由电子和空穴。载流子的浓度与温度有直接的关系。
本征半导体中掺人微量五价元素（杂质），如磷或砷等，可使自由电子浓度大大增加，自由电子成为多数载流子（简称多子），空穴是少数载流子（简称少子）。这种以电子导电为主的半导体称N型半导体。
本征半导体中掺入微量三价元素，如硼或铟等，则空穴的浓度大大增加，空穴是多数载流子，而电子是少数载流子。这种以空穴导电为主的半导体称P型半导体。
无论是N型半导体还是P型半导体，虽然它们各自有一种载流子占多数，但整个半导体仍然呈电中性。N型和P型半导体统称为杂质半导体。在杂质半导体中，多子浓度主要取决于杂质的含量，少子浓度与热激发有关，它对温度的变化十分敏感。因此，温度是影响半导体管性能的一个重要因素。
若在一块完整的半导体上，一边制成N型，另一边制成P型，则在它们的交界面处形成PN结。在PN结两端施加电压（称偏置电压），当PN结外加正向电压（P区电位高于N区电位，称PN结正向偏置，简称正偏），有利于多数载流子扩散，形成较大的扩散电流，其方向由P区流向N区，称PN结正向导通。当PN结加反向电压（P区电位低于N区电位，称PN结反向偏置，简称反偏），不利于多数载流子的扩散。此时，流过PN结的电流主要由少子的漂移运动而形成，方向由N区流向P区，称反向电流。当温度一定时，少子的浓度不变，反向电流几乎不随外加电压而变化，故又称反向饱和电流。在常温下，少子浓度很低，所以反向电流很小，一般可以忽略，PN结呈高阻截止状态。PN结正偏时，呈导通状态；反偏时，呈截止状态，这就是PN结的单向导电性。需要指出的是，当反向电压超过一定数值后，反向电流急剧增加，称PN结反向击穿，单向导电性被破坏。
6.1 半导体二极管半导体二极管是在一个PN结的两侧，各引出一根金属电极，并用外壳封装起来而构成的。由P区引出的电极称阳极，由N区引出的电极称阴极。
6.1.1 二极管的伏安特性二极管两端电压U与流过二极管的电流I之间的关系，称为二极管的伏安特性。它可以用特性曲线表示，也可用方程式表示。
1.伏安特性曲线：二极管的伏安特性曲线如图8—6—2所示，可分三部分讨论。
（1）正向特性。二极管两端加正向电压时，产生正向电流。但从特性曲线上看到，当正向电压较小时，由于外电场还不足以克服PN结内电场对多数载流子扩散运动产生的阻力；正向电流很小，几乎为零（图8-6-2中的0A段）。这个区域通常称为死区，对应的电压称死区电压或阈值电压；锗管约0.1V，硅管约0.5V.当正向电压超过死区电压后，内电场被大大削弱，流过二极管的电流迅速增加，二极管正向导通。正向导通时的管压降，硅管约0.6V～0.8V，锗管约0.1V～0.3V.（2）反向特性。在反向电压作用下，P区的少数载流子电子与N区的少数载流子空穴产生漂移运动，形成很小的反向饱和电流，如图8-6-2中的0B段。硅管的反向饱和电流在nA数量级，锗管在μA数量级。温度升高时，由于热激发少数载流子浓度增加，反向饱和电流也随之增加。
（3）反向击穿特性。当反向电压增大到某一数值UBR时，反向电流突然急剧增加，这种现象称二极管反向击穿，UBR称反向击穿电压。
击穿有雪崩击穿、齐纳击穿和热击穿三种形式；前两种又称电击穿。发生电击穿时，只要反向电压和反向电流的乘积（即PN结的耗散功率）不超过PN结的最大允许耗散功率，管子一般不会被烧坏，当反向电压撤消后，二极管仍能正常工作。热击穿则为破坏性击穿，这时PN结的耗散功率已超过允许值。
式中IS为反向饱和电流；UT为温度的电压当量，当T=300K时，UT≈26mV；e是自然对数的底。当二极管端电压U=0V时，I=IS（e0-1）=0，当U>0，且U大于UT几倍时，eU／UT>>1，所以I≈ISeU／UT，流过二极管的电流随外加正向电压按指数规律变化。当U<0，且|U| 大于UT几倍时，eU／UT《1，则I≈IS，反向电流不随外加电压而变化。
6.1.2 二极管的主要参数
1.最大整流电流IF：它指二极管长时间使用时，允许通过的最大正向平均电流。使用时不能超过此值。
2.最大反向工作电压URM：它是指允许加在二极管上的反向电压的最大值，为安全起见，URM约为反向击穿电压UBR的一半。
3.反向电流IR；指二极管未被击穿时的反向电流值，IR越小，说明二极管单向导电性越好，温度稳定性越好
二极管齐纳击穿为什么不大的反偏电压就能形成强大的内电场?
当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。当外加的反向电压高到一定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。半导体二...
什么是齐纳击穿
在高掺杂的情况下，因耗尽层宽度很小，不大的反向电压就可在耗尽层形成很强的电场，而直接破坏共价键，使价电子脱离共价键束缚，产生电子—空穴对，致使电流急剧增大，这种击穿称为齐纳击穿。也称为隧道击穿。齐纳击穿是暂时性的，可以恢复。齐纳击穿一般发生在低反压、高掺杂的情况下。隧道击穿是在强电...
电磁兼容(EMC):雪崩击穿与齐纳击穿的区别
2.齐纳击穿则是当反向电压达到一定值时，势垒区内能建立起强大的电场，直接将价电子从共价键中释放出来，产生大量的电子-空穴对，从而形成较大的反向电流，实现击穿。齐纳击穿多发生在掺杂浓度较高的PN结中。较高的掺杂浓度使得空间电荷区电荷密度大，宽度较窄，只需较小的反向电压即可建立强电场，引发齐...
何谓PN结的击穿特性?雪崩击穿和齐纳击穿各有何特点?
【答案】：当加于二极管两端反向电压增大到一定值时，二极管的反向电流将随反向电压的增加而急剧增大，这种现象称为反向击穿。反向击穿后，反向电压很小的变化就会产生很大的电流变化，而且有恒压特性，若此时反向电流不加限制，就会因管耗过大而损坏。反向电压足够大时，PN结的内电场加强，使少子漂移速度加...
12模拟IC学习记录-二极管的反向击穿
齐纳击穿发生在高掺杂浓度下，耗尽层宽度较窄，内部电场强度高，使共价键中的价电子被拉出成为自由电子，形成反向击穿电流，从而实现稳压功能，这就是齐纳击穿过程。与雪崩击穿相比，齐纳击穿所需的电压较低，因此，齐纳击穿电压远小于雪崩击穿电压，使得齐纳二极管（稳压管）在电压稳定应用中具有优势。
PN结在热激发下如何变化(主要是宽度变化)
“齐纳击穿说不大的反向电压就可以在耗尽层形成很强的电场”，前面已经说过高掺杂，耗尽层宽度（d）小，将其看成平行板电容器，内电场E=U\/d，所以E很强，直接打断共价键。第二问：齐纳击穿，掺杂浓度高，内电场强，利用这一性质做成了稳压管；雪崩击穿，掺杂浓度低，碰撞电离，就像滚雪球的倍增效应...
雪崩击穿和齐纳击穿的物理过程有何本质区别?
齐纳击穿，独特的断裂机制 与雪崩击穿截然不同，齐纳击穿是高压反向电压下的产物。在这个高电场环境中，共价键的稳定性被无情地打破，电子与空穴对如同雨后春笋般涌现，形成强大的反向电流。齐纳击穿的门槛要求极高的电场强度，通常只有在杂质浓度异常丰富的PN结中才会发生。并存的两种击穿模式 实际上，PN结...
PN结是什么?
PN结加反向电压时 ,空间电荷区变宽 , 区中电场增强。反向电压增大到一定程度时,反向电流将突然增大。如果外电路不能限制电流,则电流会大到将PN结烧毁。反向电流突然增大时的电压称击穿电压。基本的击穿机构有两种,即隧道击穿(也叫齐纳击穿)和雪崩击穿,前者击穿电压小于6V,有负的温度系数,后者击穿电压大于6V,有正的...
二极管芯的击穿点是由于什么原因造成
解答：由于雪崩击穿和齐纳击穿。原因：二极管内部存在PN结，在测量其特性时，如果加在PN结上的反向电压增大到一定数值时，反向电流会突然增加，这就是反向击穿，其原因是：当PN结反向电压增加时，空间电荷区中的电场随着增强。产生漂移运动的少数载流子通过空间电荷区时，在很强的电场作用下获得足够的动能，与...
每天学点IC知识--反向击穿
电击穿分为两种主要形式——齐纳击穿和雪崩击穿。热击穿是由于功率过大导致PN结过热，不可逆的损伤；而齐纳击穿和雪崩击穿则属于电击穿。齐纳击穿通常发生在高掺杂的PN结中，场致电离使得电流剧增，击穿电压低，几伏即可触发；相比之下，雪崩击穿发生在低掺杂的PN结，强大的电场促使载流子碰撞电离，形成雪崩...
