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。

雪崩击穿和齐纳击穿的作用：

1、雪崩击穿的具体作用：材料掺杂浓度较低的PN结中，当PN结反向电压增加时，空间电荷区中的电场随着增强。这样通过空间电荷区的电子和空穴，就会在电场作用下，使获得的能量增大。

在晶体中运行的电子和空穴将不断的与晶体原子发生碰撞，通过这样的碰撞可使束缚在共价键中的价电子碰撞出来，产生自由电子-空穴对。

新产生的载流子在电场作用下撞出其他价电子，又产生新的自由电子和空穴对。如此连锁反应，使得阻挡层中的载流子的数量雪崩式地增加，流过PN结的电流就急剧增大击穿PN结。

2、齐纳击穿的具体作用：当PN结的掺杂浓度很高时，阻挡层就十分薄。这种阻挡层特别薄的PN结，只要加上不大的反向电压，阻挡层内部的电场强度就可达到非常高的数值。

这种很强的电场强度可以把阻挡层内中性原子的价电子直接从共价键中拉出来，变为自由电子，同时产生空穴，这个过程称为场致激发。由场致激发而产生大量的载流子，使PN结的反向电流剧增。

扩展资料：

1、齐纳击穿的应用特点：

齐纳或隧道击穿主要取决于空间电荷区中的最大电场，而在碰撞电离机构中既与场强大小有关，也与载流子的碰撞累积过程有关。显然空间电荷区愈宽，倍增次数愈多，因此雪崩击穿除与电场有关外，还与空间电荷区的宽度有关。它要求结厚。而隧道效应要求结薄。

因为雪崩击穿是碰撞电离的结果。如果我们以光照或是快速粒子轰击等办法，增加空间电荷区中的电子和空穴，它们同样会有倍增效应。而上述外界作用对齐纳击穿则不会有明显影响。

由隧道效应决定的击穿电压，其温度系数是负的，即击穿电压随温度升高而减小，这是由于温度升高禁带宽度减小的结果。而由雪崩倍增决定的击穿电压，由于碰撞电离率（电离率表示一个载流子在电场作用下漂移单位距离所产生的电子空穴对数目）随温度升高而减小，其温度系数是正的，即击穿电压随温度升高而增加。

对于掺杂浓度较高势垒较薄的PN结，主要是齐纳击穿。掺杂较低因而势垒较宽的PN结，主要是雪崩击穿，而且击穿电压比较高。

2、雪崩击穿的实际应用：

电除尘器中的电子雪崩现象：当一个电子从放电极（阴极）向收尘极（阳极）运动时，若电场强度足够大，则电子被加速，在运动的路径上碰撞气体原子会发生碰撞电离。和气体原子第一次碰撞引起电离后，就多了一个自由电子。

这两个自由电子向收尘极运动时，又与气体原子碰撞使之电离，每一原子又多产生一个自由电子，于是第二次碰撞后，就变成四个自由电子，这四个电子又与气体原子碰撞使之电离，产生更多的自由电子。所以一个电子从放电极到收尘极，由于碰撞电离，电子数将雪崩似地增加，这种现象称为电子雪崩。

参考资料来源：百度百科-齐纳击穿

参考资料来源：百度百科-雪崩击穿

参考资料来源：百度百科-电子雪崩现象

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