穩(wěn)壓二極管的伏安特性
??穩(wěn)壓二極管是一種直到反向擊穿電壓以前都具有很高阻抗的半導(dǎo)體器件。在臨界擊穿點(diǎn)上，反向阻抗降低到一個(gè)很小的數(shù)值。在這個(gè)低電阻區(qū)域中，電流增加，而電壓實(shí)際上保持恒定。因此，穩(wěn)壓二極管主要作為穩(wěn)壓器或電壓基準(zhǔn)元件使用。
??穩(wěn)壓二極管應(yīng)用時(shí)，工作區(qū)域是在反向擊穿區(qū)域中，擊穿的發(fā)生是因?yàn)榧釉诤谋M層上的高電場所引起的。半導(dǎo)體的擊穿電場強(qiáng)度為200KV/cm，是空氣的十倍。嚴(yán)格地講，存在著兩種類型的擊穿，就是雪崩擊穿和齊納擊穿。雪崩擊穿隨著反向電場的增強(qiáng)，少數(shù)載流子運(yùn)動(dòng)速度增加。在這個(gè)過程中，發(fā)生與晶格原子的碰撞，并且具有足夠的能量以產(chǎn)生更多的載流子（空穴-電子對）。這些載流子依次獲得足夠的能量產(chǎn)生新的空穴-電子對。此時(shí)擊穿電壓稍有增加，碰撞雪崩就能產(chǎn)生很大的電流。雪崩擊穿發(fā)生在結(jié)的一側(cè)是重?fù)诫s的二極管中，并且擊穿電壓反比于結(jié)的輕摻雜側(cè)的雜質(zhì)濃度。當(dāng)結(jié)的兩側(cè)都是重?fù)诫s時(shí)，耗盡區(qū)是很狹窄的。結(jié)果碰撞較少，且所獲得的能量不足以通過碰撞產(chǎn)生新的載流子。而且在特別高的電場（1000KV/cm）時(shí)，價(jià)帶中束縛松弛的電子就起了導(dǎo)電作用。這就是所謂的齊納擊穿，伏-安特性呈現(xiàn)出軟擊穿。尤其是在低電流區(qū)域很難得到穩(wěn)定的電壓，此時(shí)電流的變化會(huì)引起電壓的變化。確切地講當(dāng)齊納電壓低于5.5V時(shí)，擊穿過程同時(shí)存在著兩種機(jī)理，這是源自硅材料的物理屬性——采用重?fù)诫s來降低電阻率。而當(dāng)齊納電壓大于6V時(shí)，隨著硅材料電阻率的提高雪崩擊穿特別占優(yōu)勢，伏-安特性變得非常尖硬。
?穩(wěn)壓二極管的工作區(qū)域是從功率耗散所限定的最大齊納電流Izm直到靠近曲線轉(zhuǎn)折點(diǎn)（膝點(diǎn)）的最小齊納電流Izk之間的任何地方。顯然，曲線的斜率不是常數(shù)，此時(shí)齊納電壓與齊納電流之比的齊納阻抗Zz也就不是常數(shù)，齊納阻抗Zz隨著齊納電流Iz的增加而逐漸減小。通常，制造商給出二個(gè)不同點(diǎn)的齊納阻抗，一個(gè)是在最小電流Izk時(shí)測出的最大阻抗Zzk；另一個(gè)是在標(biāo)稱齊納電壓Vz下，通過中等范圍的齊納電流Iz測得的較低的齊納阻抗Zz。
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