雪崩击穿和齐纳击穿区别
电力电子器件
电⼒电⼦器件电⼒电⼦器件电⼒电⼦器件（Power Electronic Device）是指可直接⽤于处理电能的主电路中，实现电能的变换或控制的电⼦器件。
主电路：在电⽓设备或电⼒系统中，直接承担电能的变换或控制任务的电路。
电⼒电⼦器件的特征◆所能处理电功率的⼤⼩，也就是其承受电压和电流的能⼒，是其最重要的参数，⼀般都远⼤于处理信息的电⼦器件。
◆为了减⼩本⾝的损耗，提⾼效率，⼀般都⼯作在开关状态。
◆由信息电⼦电路来控制,⽽且需要驱动电路。
◆⾃⾝的功率损耗通常仍远⼤于信息电⼦器件，在其⼯作时⼀般都需要安装散热器。
电⼒电⼦器件的功率损耗断态损耗通态损耗：是电⼒电⼦器件功率损耗的主要成因。
开关损耗：当器件的开关频率较⾼时，开关损耗会随之增⼤⽽可能成为器件功率损耗的主要因素。
分为开通损耗和关断损耗。
电⼒电⼦器件在实际应⽤中，⼀般是由控制电路、驱动电路和以电⼒电⼦器件为核⼼的主电路组成⼀个系统。
电⼒电⼦器件的分类按照能够被控制电路信号所控制的程度◆半控型器件：指晶闸管（Thyristor）、快速晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管、双向晶闸管。
◆全控型器件：IGBT、GTO、GTR、MOSFET。
◆不可控器件：电⼒⼆极管（Power Diode）、整流⼆极管。
按照驱动信号的性质◆电流驱动型：通过从控制端注⼊或者抽出电流来实现导通或者关断的控制。
Thyrister，GTR，GTO。
◆电压驱动型：仅通过在控制端和公共端之间施加⼀定的电压信号就可实现导通或者关断的控制。
电⼒MOSFET，IGBT，SIT。
按照驱动信号的波形（电⼒⼆极管除外）◆脉冲触发型：通过在控制端施加⼀个电压或电流的脉冲信号来实现器件的开通或者关断的控制。
晶闸管，SCR，GTO。
◆电平控制型：必须通过持续在控制端和公共端之间施加⼀定电平的电压或电流信号来使器件开通并维持在通断状态。
GTR，MOSFET，IGBT。
按照载流⼦参与导电的情况◆单极型器件：由⼀种载流⼦参与导电。
固体物理论文2
半导体PN结PN结是采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体（通常是硅或锗）基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结。
一：了解PN结前先来了解几个内容：1.N型半导体掺入少量杂质磷元素（或锑元素）的硅晶体（或锗晶体）中，由于半导体原子（如硅原子）被杂质原子取代，磷原子外层的五个外层电子的其中四个与周围的半导体原子形成共价键，多出的一个电子几乎不受束缚，较为容易地成为自由电子。
于是，N型半导体就成为了含电子浓度较高的半导体，其导电性主要是因为自由电子导电。
2.P型半导体掺入少量杂质硼元素（或铟元素）的硅晶体（或锗晶体）中，由于半导体原子（如硅原子）被杂质原子取代，硼原子外层的三个外层电子与周围的半导体原子形成共价键的时候，会产生一个“空穴”，这个空穴可能吸引束缚电子来“填充”，使得硼原子成为带负电的离子。
这样，这类半导体由于含有较高浓度的“空穴”（“相当于”正电荷），成为能够导电的物质。
3.电子与空穴的移动（1）漂移运动上面叙述的两种半导体在外加电场的情况下，会作定向运动。
这种运动成为电子与空穴（统称“载流子”）的“漂移运动”，并产生“漂移电流”。
根据静电学，电子将作与外加电场相反方向的运动，并产生电流（根据传统定义，电流的方向与电子运动方向相反，即和外加电场方向相同）；而空穴的运动方向与外加电场相同，由于其可被看作是“正电荷”，将产生与电场方向相同的电流。
两种载流子的浓度越大，所产生的漂移电流越大。
（2）扩散运动由于某些外部条件而使半导体内部的载流子存在浓度梯度的时候，将产生扩散运动，即载流子由浓度高的位置向浓度低的位置运动，最终达到动态平衡状态。
二、PN结的形成采用一些特殊的工艺可以将上述的P型半导体和N型半导体紧密地结合在一起。
在二者的接触面的位置形成一个PN结。
P型、N型半导体由于分别含有较高浓度的“空穴”和自由电子，存在浓度梯度，所以二者之间将产生扩散运动。
半导体器件物理 第一章总结(03)
11
总的反向电流密度
qD p ni2 Lp Nd
J R = J RD + J G =
qni W + 2τ
势垒区产生引起的反向扩散电流是反向扩散电流之外的一种附加电流，所 以p-n结反向偏压时，反向电流不再饱和。
12
1. 5. 3
影响反向电流的因素
1. 表面对PN结反向电流的影响。 反型层带来沟道电流，使PN结结面积增大，形成反向饱和电流增大。 2. 其它影响反向电流的因素 ①表面沾污—器皿溶剂 ②晶格缺陷和复合中心 ③加工过程中的机械损伤 ④光刻工艺中的小岛（半导体制造中）
在平衡的空间电荷区中，由于热激发电子—空穴对在不断的产生与复 合。根据热平衡的定义，产生的每一个载流子必须要复合掉。p-n结在 正向偏压下，来自p侧的少子电流载流子空穴在到达n侧时可能会在空 间电荷区内复合，构成一股势垒区复合电流，它是p-n结正向电流的一 部分。从平衡角度来看，p-n结在正向偏压下，使得空间电荷层边缘处 的载流子浓度增加，以致pn>ni2，这些过剩载流子越过空间电荷层时， 可能超过平衡值，在势垒区内会复合了一部分，这部分载流子复合构成 的电流称为势垒区复合电流。由半导体理论，p-n结空间电荷区内‘复 合中心’的复合作用比p区或n区更能发挥作用。P区pp≫np，n区nn≫pn ，势垒区n=p。可以证明，在n=p的条件下载流子的复合几率最大，因 此在势垒区存在载流子复合电流。
获得能量的载流子运动与晶格相碰使满带电子激出到导带称这种现象为碰撞电离2雪崩击穿机理a存在碰撞电离b由电离产生的载流子电子空穴对及原来的载流子又能通过再碰撞电离造成载流子倍增效应c当倍增效应足够强的时候将发生雪崩从而出现大电流造成pn结击穿此称为雪崩击穿3电离系数一个载流子电子或空穴在1cm的路程上由碰撞产生的电子空穴对的数目称载流子的电离系数504血崩击穿与齐纳击穿的区别a齐纳击穿在于d越是小的话穿透隧道的几率越大b雪崩击穿除了电场的强度以外主要由w易产生倍增效应造成击穿c齐纳击穿v4v雪崩击穿v6v5描述雪崩击穿利用雪崩倍增因子定义
pn结的特性,PN结的击穿特性,PN结的电容特性
pn结的特性,PN结的击穿特性,PN结的电容特性
当反向电压增大到一定值时，PN 结的反向电流将随反向电压的增加而急剧增加，这种现象称为PN 结的击穿，反向电流急剧增加时所对应的电压称为反向击穿电压，如上图所示，PN 结的反向击穿有雪崩击穿和齐纳击穿两种。
1、雪崩击穿：阻挡层中的载流子漂移速度随内部电场的增强而相应加快到一
定程度时，其动能足以把束缚在共价键中的价电子碰撞出来，产生自由电子—空穴对新产生的载流子在强电场作用下，再去碰撞其它中性原子，又产生新的自由电子—空穴对，如此连锁反应，使阻挡层中的载流子数量急剧增加，象雪崩一样。
雪崩击穿发生在掺杂浓度较低的PN 结中，阻挡层宽，碰撞电离的机会较多，雪崩击穿的击穿电压高。
2、齐纳击穿：当PN 结两边掺杂浓度很高时，阻挡层很薄，不易产生碰撞电离，但当加不大的反向电压时，阻挡层中的电场很强，足以把中性原子中的价电子直接从共价键中拉出来，产生新的自由电子—空穴对，这个过程称为场致激发。
一般击穿电压在6V 以下是齐纳击穿，在6V 以上是雪崩击穿。
3、击穿电压的温度特性：温度升高后，晶格振动加剧，致使载流子运动的平均自由路程缩短，碰撞前动能减小，必须加大反向电压才能发生雪崩击穿具有正的温度系数，但温度升高，共价键中的价电子能量状态高，从而齐纳击穿电压随温度升高而降低，具有负的温度系数。
6V
左右两种击穿将会同时发生，击穿电压的温度系数趋于零。
4、稳压二极管：PN 结一旦击穿后，尽管反向电流急剧变化，但其端电压几乎不变（近似为V(BR)，只要限制它的反向电流，PN 结就不会烧坏，利用这一特性可制成稳压二极管，其电路符号及伏安特性如上图所示：其主要参数有：VZ 、Izmin 、Iz 、Izmax。
雪崩击穿和齐纳击穿的区别
雪崩击穿和齐纳击穿的区别
一、雪崩击穿是在电场作用下，载流子能量增大，不断与晶体原子相碰，使共价键中的电子激发形成自由电子-空穴对。
新产生的载流子又通过碰撞产生自由电子-空穴对，这就是倍增效应。
1生2，2生4，像雪崩一样增加载流子。
齐纳击穿完全不同，在高的反向电压下，PN结中存在强电场，它能够直接破坏！共价键将束缚电子分离来形成电子-空穴对，形成大的反向电流。
齐纳击穿需要的电场强度很大，只有在杂质浓度特别大的PN结才做得到。
（杂质大电荷密度就大）
一般的二极管掺杂浓度没这么高，它们的电击穿都是雪崩击穿。
齐纳击穿大多出现在特殊的二极管中，就是稳压二极管。
两种二极管都是工作在反向击穿区，二者的区别在于耐受暂态脉冲冲击能力和箝位电压水平等方面有所差异。
防雷设计中就是应用两种二极管的伏安特性来抑制雷电过电压。
二、雪崩击穿所需电压大！
雪崩击穿是PN结反向电压增大到一数值时，载流子倍增就像雪崩一样，增加得多而快。
齐纳击穿完全不同，在高的反向电压下，PN结中存在强电场，它能够直接破坏！共价键将束缚电子分离来形成电子-空穴对，形成大的反向电流。
齐纳击穿需要的电场强度很大！只有在杂质浓度特别大！！的PN结才做得到。
（杂质大电荷密度就大）PN结反向击穿有齐纳击穿和雪崩击穿，一般两种击穿同时存在，但在电压低于5－6V时的击穿以齐纳击穿为主，而电压高于5－6V 时的击穿以雪崩击穿为主。
两者的区别对于稳压管来说，主要是：
电压低于5－6V的稳压管，齐纳击穿为主，稳压值的温度系数为负。
电压高于5－6V的稳压管，雪崩击穿为主，稳压管的温度系数为正。
半导体物理之名词解释
1.迁移率 参考答案：单位电场作用下，载流子获得的平均定向运动速度，反映了载流子在电场作用下的输运能力，是半导体物理中重要的概念和参数之一。
迁移率的表达式为：*q mτμ=可见，有效质量和弛豫时间（散射）是影响迁移率的因素。
影响迁移率的主要因素有能带结构（载流子有效质量）、温度和各种散射机构。
n pneu peu σ=+2.过剩载流子 参考答案：在非平衡状态下，载流子的分布函数和浓度将与热平衡时的情形不同。
非平衡状态下的载流子称为非平衡载流子。
将非平衡载流子浓度超过热平衡时浓度的部分，称为过剩载流子。
非平衡过剩载流子浓度：00,n n n p p p ∆=-∆=-，且满足电中性条件：n p ∆=∆。
可以产生过剩载流子的外界影响包括光照（光注入）、外加电压（电注入）等。
对于注入情形，通过光照或外加电压（如碰撞电离）产生过剩载流子：2i np n >，对于抽取情形，通过外加电压使得载流子浓度减小：2i np n <。
3. n 型半导体、p 型半导体N 型半导体：也称为电子型半导体.N 型半导体即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体.在纯净的硅晶体中掺入五价元素（如磷）,使之取代晶格中硅原子的位置,就形成了N 型半导体.在N 型半导体中,自由电子为多子,空穴为少子,主要靠自由电子导电.自由电子主要由杂质原子提供,空穴由热激发形成.掺入的杂质越多,多子（自由电子）的浓度就越高,导电性能就越强.P 型半导体：也称为空穴型半导体.P 型半导体即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体.在纯净的硅晶体中掺入三价元素（如硼）,使之取代晶格中硅原子的位子,就形成P 型半导体.在P 型半导体中,空穴为多子,自由电子为少子,主要靠空穴导电.空穴主要由杂质原子提供,自由电子由热激发形成.掺入的杂质越多,多子（空穴）的浓度就越高,导电性能就越强. 4. 能带当N 个原子处于孤立状态时，相距较远时，它们的能级是简并的，当N 个原子相接近形成晶体时发生原子轨道的交叠并产生能级分裂现象。
pn结击穿机理
PN 结击穿机理
PN 结击穿是指当反向电压增大到一定值时，PN 结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 PN 结的击穿。
PN 结的击穿主要有两种类型：雪崩击穿和齐纳击穿。
1. 雪崩击穿：阻挡层中的载流子漂移速度随内部电场的增强而相应加快到一定程度时，其动能足以把束缚在共价键中的价电子碰撞出来，产生自由电子 - 空穴对。
在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。
这种连锁反应引起载流子数目剧增，从而导致击穿。
2. 齐纳击穿：当反向电压增大到一定程度，PN 结内部的电场强度足够破坏共价键，使电子从原子中解离出来。
这些电子在电场作用下迅速移动，与价带中的空穴相遇，形成大量的电子空穴对。
电子空穴对在电场作用下加速运动，碰撞到中性原子时，将其中的电子撞出，形成更多的电子空穴对。
这样，击穿电流迅速增加，直至达到 PN 结的承受极限。
PN 结击穿机理是由于反向电压作用下，PN 结内部电场强度增大，导致载流子数目剧增，从而引发雪崩击穿或齐纳击穿。
这两种击穿机理的共同特点是，当反向电压达到一定值时，PN 结的反向电流急剧增大，最终导致 PN 结的击穿。
二极管齐纳、雪崩击穿原理
在齐纳管原理通常情况下，反向偏置的PN结中只有一个很小的电流。
这个漏电流一直保持一个常数，直到反向电压超过某个特定的值，超过这个值之后PN结突然开始有大电流导通（图1.15）。
这个突然的意义重大的反向导通就是反向击穿，如果没有一些外在的措施来限制电流的话，它可能导致器件的损坏。
反向击穿通常设置了固态器件的最大工作电压。
然而，如果采取适当的预防措施来限制电流的话，反向击穿的结能作为一个非常稳定的参考电压。
图1.15 PN结二极管的反向击穿。
导致反向击穿的一个机制是avalanche multiplication。
考虑一个反向偏置的PN结。
耗尽区随着偏置上升而加宽，但还不够快到阻止电场的加强。
强大的电场加速了一些载流子以非常高的速度穿过耗尽区。
当这些载流子碰撞到晶体中的原子时，他们撞击松的价电子且产生了额外的载流子。
因为一个载流子能通过撞击来产生额外的成千上外的载流子就好像一个雪球能产生一场雪崩一样，所以这个过程叫avalanche multiplication。
反向击穿的另一个机制是tunneling。
Tunneling是一种量子机制过程，它能使粒子在不管有任何障碍存在时都能移动一小段距离。
如果耗尽区足够薄，那么载流子就能靠tunneling跳跃过去。
Tunneling电流主要取决于耗尽区宽度和结上的电压差。
Tunneling 引起的反向击穿称为齐纳击穿。
结的反向击穿电压取决于耗尽区的宽度。
耗尽区越宽需要越高的击穿电压。
就如先前讨论的一样，掺杂的越轻，耗尽区越宽，击穿电压越高。
当击穿电压低于5伏时，耗尽区太薄了，主要是齐纳击穿。
当击穿电压高于5伏时，主要是雪崩击穿。
设计出的主要工作于反向导通的状态的PN二极管根据占主导地位的工作机制分别称为齐纳二极管或雪崩二极管。
齐纳二极管的击穿电压低于5伏，而雪崩二极管的击穿电压高于5伏。
通常工程师们不管他们的工作原理都把他们称为齐纳管。
因此主要靠雪崩击穿工作的7V齐纳管可能会使人迷惑不解。
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雪崩击穿和齐纳击穿区别
雪崩击穿和齐纳击穿是半导体PN结的两种不同的击穿机理。
说明一下它们的相同点和不同点你就知道有什么用了。
一般对于硅材料的PN结，6V电压以上以雪崩击穿为主，6V以下以齐纳击穿为主；电压很高几乎就是雪崩击穿，电压很低就是齐纳击穿。
相同之处是：电压低于击穿点时通过PN结的电流很小，电压超过击穿点后，通过PN结的电流急剧增大，若外部电路不加限制，将使PN结很快烧毁。
不同之处是雪崩击穿电压呈正温度系数，即温度升高时击穿电压有所上升，齐纳击穿相反，是负温度系数。
于是当需要获得不随温度变化的基准电压时，可以将一只齐纳击穿二极管和一只雪崩击穿二极管串联起来（外部电路限制电流使它不至于烧毁），只要选材适当，可以使这两个二极管的总电压在相当大的温度变化范围内维持稳定。
当作为整流二极管和开关二极管使用时，是利用它的单向导电特性，正向导通，反向截止。
反向工作电压是低于它的击穿电压的，也就是不击穿，至于击穿机理的不同也就不重要了。