什么是反向擊穿?PN結的反向擊穿-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2026-03-04
半導體PN結（如二極管）在施加反向電壓時，當電壓增大到某一臨界值（稱為擊穿電壓），反向電流會突然急劇增大的現象。此時PN結失去單向導電性，從高阻態轉為低阻態。
發生擊穿時的反向電壓稱為PN結的擊穿電壓。擊穿電壓與半導體材料的性質、摻雜濃度及工藝過程等因素有關。
PN結的反向擊穿
pn結的擊穿從機理上主要可分為雪崩擊穿、齊納擊穿（亦稱隧道擊穿）和熱電擊穿三類。
熱擊穿：熱擊穿是由于大電流造成的。因為功耗過大，散熱不及時導致PN結溫度升高被燒毀，是永久破壞性的，不可逆。
電擊穿：齊納擊穿和雪崩擊穿屬于電擊穿。電擊穿是由于高電壓造成的。擊穿時如果立即降低反向電壓，PN結可以恢復。
PN結的擊穿并不意味著一定是損壞了。只要通過適當的外電路把電流限制在合理的范圍內，則PN結仍然可以安全地工作。
齊納擊穿
當PN結的摻雜濃度很高時，耗盡層很窄，加上不大的反向電壓，耗盡層內部的電場強度就可達到非常大的數值（通常高達108V/cm）。
當反向電壓增大到高于某一臨界值時，強電場可以把耗盡層內中性原子的價電子直接從共價鍵中拉出來，變為自由電子，同時產生空穴，這個過程稱為場致電離。
場致電離產生大量的載流子，使PN結的反向電流劇增，呈現反向擊穿現象，稱為齊納擊穿(Zener breakdown)。
齊納擊穿是場致電離的結果。齊納擊穿通常發生在摻雜濃度很高的PN結中，在外加較低的反向電壓時就會出現這種擊穿，擊穿電壓只有幾伏。
如果在幾伏的反向電壓下仍未發生齊納擊穿，則說明該PN結的擊穿屬于雪崩擊穿。
雪崩擊穿
對于輕摻雜的PN結，當施加在PN結上的反向電壓增大時，空間電荷區中的電場隨之增強。載流子從電場中獲得很高的能量，與原子碰撞導致原子電離，產生自由電子-空穴對。
新產生的載流子在強電場作用下，再去碰撞其他中性原子，又產生新的自由電子-空穴對。如此碰撞電離過程就像雪崩一樣，源源不斷地產生大量載流子，造成載流子雪崩倍增，從而導致反向電流激增。這種由于碰撞電離導致的擊穿稱為雪崩擊穿(Avalanche breakdown)。
雪崩擊穿容易發生在摻雜濃度較低的PN結中，在較高的反向電壓下才會發生，擊穿電壓從幾伏到高達幾千伏。一般二極管的摻雜濃度不是很高，它們的電擊穿都是雪崩擊穿。
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