齊納二極管是電子電路的一個基本構(gòu)建模塊，其作用是在達到特定反向電壓（常稱為齊納電壓）時允許大量電流反向流動。達到或超過此反向擊穿電壓后，齊納二極管便以恒定基準電壓運行。齊納二極管常用來產(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限值以下的各種應用。齊納二極管的另一重要應用領(lǐng)域是鉗制不必要的過電壓以保護 MOSFET。

齊納效應和雪崩效應

電壓不超過 5 V 時，在反向偏置結(jié)的耗盡區(qū)，電子從價帶進入導電帶形成電子貫穿，從而產(chǎn)生電擊穿。一旦電場強度足夠高，自由電荷載流子就會導致反向電流陡然增加。此效應由克拉倫斯·梅爾文·齊納（Clarence Melvin Zener）于 1934 年首次發(fā)現(xiàn)，故以他的名字來命名此類二極管。

如果電壓超過 5 V，另一種效應會變得更加顯著。PN 結(jié)的電場會使過渡區(qū)中的電子加速，產(chǎn)生電子空穴對。這些空穴會向負極移動并填上電子，而自由電子則向正極移動。不斷移動的空穴和電子通過釋放相鄰的束縛電子，可以產(chǎn)生更多攜帶高場強的電荷載流子。電荷載流子大量產(chǎn)生的過程迅速發(fā)展成雪崩，因此如果超過特定的反向電壓，就會有大量電流開始流動。

△齊納二極管的I-V特性

電壓容差

Nexperia（安世半導體）針對 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)定的反向電流下測試了保證容差。標準容差為 B-selection ±2% 和 C-selection ±5% 左右。為滿足更高精度要求，Nexperia（安世半導體）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