齐纳击穿通常发生在掺杂浓度很高的PN结内.由于掺杂浓度很高,PN结很窄,这样即使施加较小的反向电压(5V以下),结层中的电场却很强(可达左右).在强电场作用下,会强行促使PN结内原子的价电子从共价键中拉出来,形成"电子一空穴对",从而产生大量的载流子.它们在反向电压的作用下,形成很大的反向电流,出现了击穿.显然,齐纳击穿的物理本质是场致电离.
采取适当的掺杂工艺,将硅PN结的雪崩击穿电压可控制在8~1000V.而齐纳击穿电压低于5V.在5~8V之间两种击穿可能同时发生
要知道PN结的导通条件,首先要弄清楚PN结是怎样形成的。
当P型半导体和N型半导体结合在一起时,由于交界面处存在 载流子浓度的差异 ,这样电子和空穴都要 从浓度高的地方向浓度低的地方扩散 。但是,电子和空穴都是带电的,它们扩散的结果就使P区和N区中原来的电中性条件破坏了。P区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子,N区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子。这些不能移动的带电粒子通常称为空间电荷 ,它们集中在P区和N区交界面附近,形成了一个很薄的空间电荷区,这就是我们所说的 PN结 。
由此就可以知道,PN结的导通条件可以是加正向电压(即p区加正极N区加负极),以削弱PN结而使PN结处于导通状态。也可以直接中PN结上加反向高压以击穿PN结而导通。