雪崩擊穿與齊納擊穿有什么區(qū)別？

首先我們需要了解什么是雪崩擊穿？什么是齊納擊穿？

1.雪崩擊穿

隨著反向電壓的提高，空間電荷區(qū)內(nèi)電場(chǎng)增強(qiáng)，通過(guò)勢(shì)壘區(qū)的載流子獲得的能量也隨之增加。當(dāng)反向電壓接近擊穿電壓UB時(shí)，這些有較高能量的載流子與空間電荷區(qū)內(nèi)的中性原子相遇發(fā)生碰撞電離，產(chǎn)生新的電子一空穴對(duì)。這些新產(chǎn)生的電子和空穴又會(huì)在電場(chǎng)的作用下，重新獲得能量，碰撞其它的中性原子使之電離，再產(chǎn)生更多的電子一空穴對(duì)。這種連鎖反應(yīng)繼續(xù)下去，使空間電荷區(qū)內(nèi)的載流子數(shù)量劇增，就像雪崩一樣，使反向電流急劇增大，產(chǎn)生擊穿。所以把這種擊穿稱為雪崩擊穿。

雪崩擊穿一般發(fā)生在摻雜濃度較低、外加電壓又較高的PN結(jié)中。這是因?yàn)閾诫s濃度較低的PN結(jié)，空間電荷區(qū)寬度較寬，發(fā)生碰撞電離的機(jī)會(huì)較多。

2.齊納擊穿

當(dāng)反向電壓增大到一定值時(shí)，勢(shì)壘區(qū)內(nèi)就能建立起很強(qiáng)的電場(chǎng)，它能夠直接將束縛在共價(jià)鍵中的價(jià)電子拉出來(lái)，使勢(shì)壘區(qū)產(chǎn)生大量的電子一空穴對(duì)，形成較大的反向電流，產(chǎn)生擊穿。

把這種在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，使勢(shì)壘區(qū)中原子直接激發(fā)的擊穿現(xiàn)象稱為齊納擊穿。

齊納擊穿一般發(fā)生在摻雜濃度較高的PN結(jié)中。這是因?yàn)閾诫s濃度較高的PN結(jié)，空間電荷區(qū)的電荷密度很大，寬度較窄，只要加不大的反向電壓，就能建立起很強(qiáng)的電場(chǎng)，發(fā)生齊納擊穿。

3.兩者的區(qū)別：

PN結(jié)反向擊穿有齊納擊穿和雪崩擊穿，一般兩種擊穿同時(shí)存在，但在電壓低于5-6V時(shí)的擊穿以齊納擊穿為主，而電壓高于5-6V時(shí)的擊穿以雪崩擊穿為主。

兩者的區(qū)別對(duì)于穩(wěn)壓管來(lái)說(shuō)，主要是：

電壓低于5-6V的穩(wěn)壓管，齊納擊穿為主，穩(wěn)壓值的溫度系數(shù)為負(fù)。電壓高于5-6V的穩(wěn)壓管，雪崩擊穿為主，穩(wěn)壓管的溫度系數(shù)為正。電壓在5-6V之間的穩(wěn)壓管，兩種擊穿程度相近，溫度系數(shù)最好，這就是為什么許多電路使用5-6V穩(wěn)壓管的原因。穩(wěn)壓管的原理決定了它的反應(yīng)速度是不可能很快的速度要求高的場(chǎng)合都用二極管+基準(zhǔn)電壓。

如果只是要做保護(hù)，用TVS穩(wěn)壓管主要用于穩(wěn)壓，通過(guò)的電流越小越好，當(dāng)瞬時(shí)電壓超過(guò)電路正常工作電壓后，TVS二極管便發(fā)生雪崩，提供給瞬時(shí)電流一個(gè)超低電阻通路，其結(jié)果是瞬時(shí)電流通過(guò)二極管被引開，避開被保護(hù)器件，并且在電壓恢復(fù)正常值之前使被保護(hù)回路一直保持截止電壓，當(dāng)瞬時(shí)脈沖結(jié)束以后，TVS二極管自動(dòng)回復(fù)高阻狀態(tài)，整個(gè)回路進(jìn)入正常電壓，TVS管的失效模式主要是短路，但當(dāng)通過(guò)的過(guò)電流太大時(shí)，也可能造成TVS管被炸裂而開路。

誤區(qū)：許多參考書上說(shuō)，齊納擊穿可恢復(fù)，雪崩擊穿不可恢復(fù)，這種觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。