齊納二極管是電子電路的一個(gè)基本構(gòu)建模塊，其作用是在達(dá)到特定反向電壓（常稱(chēng)為齊納電壓）時(shí)允許大量電流反向流動(dòng)。達(dá)到或超過(guò)此反向擊穿電壓后，齊納二極管便以恒定基準(zhǔn)電壓運(yùn)行。齊納二極管常用來(lái)產(chǎn)生穩(wěn)定電壓，可廣泛用于需要將電壓鉗制或保持在某個(gè)限值以下的各種應(yīng)用。齊納二極管的另一重要應(yīng)用領(lǐng)域是鉗制不必要的過(guò)電壓以保護(hù) MOSFET。

齊納效應(yīng)和雪崩效應(yīng)

電壓不超過(guò) 5 V 時(shí)，在反向偏置結(jié)的耗盡區(qū)，電子從價(jià)帶進(jìn)入導(dǎo)電帶形成電子貫穿，從而產(chǎn)生電擊穿。一旦電場(chǎng)強(qiáng)度足夠高，自由電荷載流子就會(huì)導(dǎo)致反向電流陡然增加。此效應(yīng)由克拉倫斯·梅爾文·齊納（Clarence Melvin Zener）于 1934 年首次發(fā)現(xiàn)，故以他的名字來(lái)命名此類(lèi)二極管。

如果電壓超過(guò) 5 V，另一種效應(yīng)會(huì)變得更加顯著。PN 結(jié)的電場(chǎng)會(huì)使過(guò)渡區(qū)中的電子加速，產(chǎn)生電子空穴對(duì)。這些空穴會(huì)向負(fù)極移動(dòng)并填上電子，而自由電子則向正極移動(dòng)。不斷移動(dòng)的空穴和電子通過(guò)釋放相鄰的束縛電子，可以產(chǎn)生更多攜帶高場(chǎng)強(qiáng)的電荷載流子。電荷載流子大量產(chǎn)生的過(guò)程迅速發(fā)展成雪崩，因此如果超過(guò)特定的反向電壓，就會(huì)有大量電流開(kāi)始流動(dòng)。

△齊納二極管的I-V特性

電壓容差

Nexperia（安世半導(dǎo)體）針對(duì) 1.8 V 到 75 V 范圍的多種不同電壓制造了齊納二極管，并在規(guī)定的反向電流下測(cè)試了保證容差。標(biāo)準(zhǔn)容差為 B-selection ±2% 和 C-selection ±5% 左右。為滿(mǎn)足更高精度要求，Nexperia（安世半導(dǎo)體）最近推出了 A-selection 齊納二極管的廣泛產(chǎn)品組合，容差為 ±1%。



審核編輯：劉清