定义：齐纳二极管专门设计用于反向偏置条件的击穿区域中的操作。它也称为击穿二极管。为了实现尖锐的击穿电压，它被正确掺杂。美国科学家C.齐纳解释了崩溃的现象。
在上一篇文章中，我们讨论了二极管。通过其操作机制可以分为不同类型的二极管。因此，它们以各种方式设计特定应用。
用作开关元件的不同二极管是齐纳二极管，隧道二极管，变容二极管，肖特基二极管，电源二极管等。我们将讨论齐纳二极管及其在本文中的应用。
齐纳二极管的施工
有各种方法用于制造齐纳二极管，例如漫射结构，扩散和钝化的结构和合金扩散结构。在齐纳二极管的扩散结构中，两个N和P基板扩散在一起，并且在两个侧面上沉积金属层以在两侧连接阳极和阴极端子。
在齐纳二极管的钝化结构中，结的边缘被二氧化硅的氧化物层覆盖。
合金扩散结构具有由二氧化硅层覆盖的所有连接，以防止连接点。在一般合金中，扩散结构在较低的齐纳电压下提供更好的性能。相反，钝化和扩散结构在较高电压下具有更好的性能。
齐纳二极管的工作原理
齐纳二极管类似于传统的PN结二极管，除了正确掺杂以实现尖锐的击穿电压。有两种类型的机制可以在反向PN结处发生故障雪崩和齐纳故障。
齐纳故障
由于高反向电压而发生齐纳故障。当施加高反向电压时，耗尽层的宽度增加。由于这种潜在的屏障增加，并且在接合处产生高电场。该高电场破坏了共价键，产生了大量的少数群体。
因此，由于少数竞争载流子的运动，电流突然增加，有时它会导致交界处的击穿。这被称为齐纳故障。这在具有反向电压的二极管中观察到少于5伏特。
雪崩崩溃
当反向电压变得极高时，雪崩击穿机制进入图片。在如此高的反向电压下，少数载波获得极高的动能。由于它们可以容易地从共价键拆分电子。
因此，这些游离电子反过来碰撞与其他原子释放更多的电子。以这种方式，电流变得非常大，即它导致二极管的击穿。雪崩崩溃当反向电压变为时发生高于5V。
齐纳二极管可以使用这两个击穿机构中的任何一种。虽然有两种类型的击穿机制，但仍然只有名称齐纳是首选。硅和锗都可以用于齐纳二极管的构造，但硅经常使用，因为它可以在较高温度下操作，并且硅的电流能力高。
齐纳二极管的伏安特性
我们之前已经讨论过，当反向电压在特定点增加时，由于较大的反向电流导致的结击。电流开始迅速增加的电压并达到击穿阶段称为齐纳电压。调用迅速增加的电流齐纳电流。
该图表示硅和锗二极管的伏安特性。它在击穿区域中操作，电流受到称为齐纳阻抗的动态电阻的限制。齐纳电压的大小取决于掺杂的量。
齐纳二极管的前向特性类似于普通PN结二极管的前向特征。但反向特性略有不同。在击穿区域的操作期间，它不会立即燃烧。只要通过二极管的电流受到允许值内的外部电路的限制，它不会烧坏。
重掺杂的二极管将具有非常薄的耗尽层。因此，齐纳电压将非常低。以这种方式，可以在掺杂浓度的帮助下控制耗尽层和齐纳电压。
齐纳阻抗：它是齐纳二极管的动态电阻。它是由R.z。
R.Z.=ΔVZ./δi.Z.
齐纳二极管的应用
1。齐纳二极管作为电压调节器：电压调节器是保持恒定输出电压的装置，而不困扰输入电压和负载电流的变化。齐纳二极管用作稳压器。
电源电压Vs和电阻Rs设计为设计二极管在击穿区域中操作。此外，电阻器RS用于限制通过二极管的反向电流的值。二极管电压Vz与负载r两端的电压相同L.是齐纳电压Vz。
此外，串联电阻器RS吸收多电流以保持恒定输出电压。以这种方式，齐纳二极管保持恒定输出电压，并消除电压波动的效果并提供电压调节。
2。用于切换操作：齐纳二极管用作开关。它是因为它能够从低电流产生变化到高电流。因此，它用作开关。
3.作为剪刀：齐纳二极管用于波形电路作为夹子。它用于在特定应用中剪辑输入波形。
4.作为参考元素：在各种电路中，参考元件需要将电压与参考值进行比较。在这种电路中，齐纳二极管用作参考元件。
5。仪表保护：齐纳二极管用于电子电路，用于保护万用表。在某些情况下，过电流流过电路并损坏万用表。因此，齐纳二极管通过提供电压调节来保护其免受损坏。
齐纳二极管对于击穿区域很重要。由于其掺杂特性，使齐纳二极管用于高击穿电压。
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