半导体二极管极其电路：解释雪崩击穿、齐纳击穿、热击穿形成的原因，并说明热击穿与电击穿的异同。

雪崩击穿：当加在PN结两端反向电压足够大时，PN结内的自由电子数量激增导致反向电流迅速增大，导致击穿。齐纳击穿：当PN结两端加入高浓度的杂质，在不太高的反向电压作用下同样会使反向电流迅速增大产生击穿。热击穿：加在PN结两端的电压和流过PN结电流的乘积大于PN结允许的耗散功率，PN结会因为热量散发不出去而被烧毁。热击穿与电击穿的不同：电击穿可逆，而热击穿不可逆。

稳压管和普通二极管PN结结构稍微有些不同。一般稳压管的PN结面积较大，这样允许通过的电流也较大。由于PN结的击穿分为齐纳（齐纳是德国物理学家，半导体PN结的这种特性是齐纳先生最先发现的，故稳压二极管又称齐纳二极管）击穿和热击穿。稳压管的PN结面积较大，使用时又加有合适的限流电阻，故工作在击穿状态时流过管子的电流不是很大，这样也就不会达到管子的最大允许功率。故稳压管击穿后不会损坏。由于这种齐纳击穿是可逆击穿，当电压降低后，管子还可以恢复原态，故稳压管击穿后也不会损坏。不论是稳压管还是普通二极管，只要不加限流电阻，一旦击穿后便会有很大电流流过该管，这样使其管耗剧增，从而使管子永久性损坏，这就是热击穿，这种击穿是不可逆转的击穿。有兴趣你可以用现在常用的NPN硅三极管试试看。现在的硅管大部分都是采用平面扩散工艺制造的，它们发射结的击穿电压大部分都在5-7之间（有的会超出此范围），你加个合适的限流电阻测一下，它们稳压值一般都在5-7V。若不加限流电阻，便会造成热击穿而永久性损坏。

PN 结构成了几乎所有半导体功率器件的基础，目前常用的半导体功率器件如DMOS，IGBT，SCR 等的反向阻断能力都直接取决于 PN 结的击穿电压，因此，PN 结反向阻断特性的优劣直接决定了半导体功率器件的可靠性及适用范围。在 PN结两边掺杂浓度为固定值的条件下，一般认为除 super junction 之外平行平面结的击穿电压在所有平面结中具有最高的击穿电压。实际的功率半导体器件的制造过程一般会在 PN 结的边缘引入球面或柱面边界，该边界位置的击穿电压低于平行平面结的击穿电压，使功率半导体器件的击穿电压降低。由此产生了一系列的结终端技术来消除或减弱球面结或柱面结的曲率效应，使实际制造出的 PN 结的击穿电压接近或等于理想的平行平面结击穿电压。

当 PN 结的反向偏压较高时，会发生由于碰撞电离引发的电击穿，即雪崩击穿。存在于半导体晶体中的自由载流子在耗尽区内建电场的作用下被加速其能量不断增加，直到与半导体晶格发生碰撞，碰撞过程释放的能量可能使价键断开产生新的电子空穴对。新的电子空穴对又分别被加速与晶格发生碰撞，如果平均每个电子（或空穴）在经过耗尽区的过程中可以产生大于 1 对的电子空穴对，那么该过程可以不断被加强，最终达到耗尽区载流子数目激增，PN 结发生雪崩击穿。

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