在半导体器件领域，PN 结二极管的反向击穿特性至关重要。于常规状态下的反向偏置 PN 结，仅有微小漏电流，其值基本恒定。一旦反向电压逾越特定阈值，PN 结便突兀开启大电流导通模式（参考图 1），此即反向击穿现象。若无外力限流，极有可能损毁器件。

图 1.PN 结二极管反向击穿示意

反向击穿通常界定固态器件最大工作电压。但经恰当限流措施后，反向击穿的 PN 结可变身稳定电压参考源。

一、反向击穿机制剖析

雪崩倍增 ：反向偏置 PN 结时，耗尽区随偏置升高而拓宽，不过电场强化 pace 更快。强劲电场加速载流子，使其高速穿越耗尽区，撞击晶格原子，释放价电子，催生新载流子。一载流子可撞出成千上万新载流子，形似滚雪球成雪崩，故名雪崩倍增。

隧道效应 ：此为量子机制过程，载流子借助量子隧穿，无视障碍，短距离迁移。当耗尽区薄至临界值，载流子能隧穿跃过。隧道电流受耗尽区宽度、结电压差主宰，由此引发的反向击穿称齐纳击穿。

二、击穿电压影响要素

结反向击穿电压与耗尽区宽度紧密相连，耗尽区越宽，击穿电压越高。轻掺杂致使耗尽区宽阔，击穿电压攀升。击穿电压低于 5 伏，齐纳击穿主导；高于 5 伏，雪崩击穿占优。

基于工作机制，PN 二极管衍生出齐纳二极管（低击穿电压，低于 5 伏）、雪崩二极管（高击穿电压，高于 5 伏）。不过，工程师常统称其为齐纳管，易引混淆。

三、几何形状对击穿电压的影响

结击穿电压除受掺杂特性左右，还深受几何形状影响。前文探讨平面结情境，实际多曲面结，曲率强化电场，削减击穿电压，曲率半径越小，击穿电压越低。肖特基二极管因金属 - 硅交界面边缘断层，电场强化显著降低击穿电压，需特定手段弱化肖特基势垒边缘电场。

图 2 呈现 PN 结、肖特基、齐纳二极管电路图符号，箭头指示正向偏置电流方向，齐纳二极管虽箭头方向易引误导，但其常处反向偏置态。

图 2 PN 结、肖特基、齐纳二极管电路图符号

四、齐纳二极管应用误区及原则

在齐纳二极管应用中，初学者易陷入误区，总结如下：

理想化特性认知偏差 ：低压齐纳管实际曲线欠理想，不能仅凭标称值臆想其性能。

保护应用关键要素忽视 ：利用齐纳管做保护时，需考量漏电流、确保截止电压余量、关注导通状态电压变化，且各要素相互牵制，需权衡取舍。

动态内阻及反应迟钝性不明 ：齐纳管动态内阻致电压随电流变，反应存在延迟，结电容亦影响其高频响应。

据此总结应用原则：

低压齐纳管应用需谨慎，尽量规避。

作保护器件时，合理选取 UZ，保障 UWMAX＋UM（UM＞0）。

设计秉持 “动态” 理念，顾及电路反应迟缓性。

遵循墨菲定律，预留充足设计冗余。

五、稳压管典型稳压电路解析

如下图，

D1 为稳压二极管，与负载 R2 并联，R1 为限流电阻。电网电压升高，Vin 上升，Vout 升高苗头显现，D1 电流剧增，I 增大，R1 压降增大，抵消 Vout 升高；电网电压降低，Vin 下滑，Vout 下降趋势出现，D1 电流骤减，I 减小，R1 压降减小，抵消 Vin 下降。负载电流增加，R1 压降上升，Vout 下降，D1 电流锐减，R1 压降回降，Vout 稳定。稳压管主导电流调节，限流电阻负责电压调整，稳压管动态电阻越小、限流电阻越大，输出电压越稳。
〈烜芯微/XXW〉专业制造二极管，三极管，MOS管，桥堆等，20年，工厂直销省20%，上万家电路电器生产企业选用，专业的工程师帮您稳定好每一批产品，如果您有遇到什么需要帮助解决的,可以直接联系下方的联系号码或加QQ/微信，由我们的销售经理给您精准的报价以及产品介绍