P-N结二极管和齐纳二极管的区别

二极管是最简单的半导体元件，它有一个 PN 连接和两个端子。它是一种无源元件，因为电流是单向流动的。相反，齐纳二极管允许电流反向流动。

什么是 P-N 结二极管？

在 n 型半导体中，电子是充电的主要载流子，而在 p 型半导体中，主要载流子是空穴。当 p 型半导体和 n 型半导体连接在一起时(实际上是通过比简单耦合复杂得多的技术过程实现的)，由于 n 型半导体中的电子浓度远大于 p 型半导体中的电子浓度，电子和空穴会发生扩散，目的是使半导体结构各部分的浓度相等。电子开始从浓度较高的地方向浓度较低的地方移动，即从 n 型半导体向 p 型半导体方向移动。

同样，这也适用于空穴，即从 p 型半导体向 n 型半导体移动。在化合物的边界会发生重组，即空穴被电子填满。在化合物的边界周围形成了一个电子和空穴抛弃层，该层现在部分为正极，部分为负极。

由于在电场周围形成了负电化和正电化，因此建立了一个电场，其方向是从正向充电到负向充电。也就是说，形成的电场的方向会阻碍电子或空穴的进一步运动(电子在电场影响下的运动方向与电场方向相反)。

当场强度增加到足以阻止电子和空穴进一步运动时，扩散运动就会停止。这时，可以说在 p-n 结内形成了一个空间电荷区。该区域两端点之间的电位差称为势垒。

在正常情况下(没有外来电场)，结两侧的主要电荷载流子无法通过。空间负载区域内已形成电场，该电场在交界处最强。在室温下(添加剂浓度通常)，硅二极管的势垒电位差约为 0.2V，锗二极管的势垒电位差约为 0.6V。

什么是齐纳二极管？

齐纳二极管的原理是通过一个非渗透性极化 p-n 连接，流过一个恒定饱和的小反向电流。在真正的二极管中，当不可穿透极化的电压超过一定值时，电流会突然泄漏，因此电流最终实际上会增加，而电压不会进一步增加。

产生突然泄漏电流的电压值称为击穿电压或齐纳电压。导致 p-n 势垒击穿的物理原因有两个。在非常窄的势垒(由 p 型和 n 型半导体的极高污染产生)中，价电子可以通过势垒隧穿。这种现象可以用电子的波性来解释。

根据最早解释这种现象的研究人员的说法，这种类型的击穿被称为齐纳击穿。在较宽的势垒中，自由穿越势垒的少数载流子可以在高场强下获得足够的速度，从而打破势垒内的价键。这样，就会产生额外的电子空穴对，从而导致电流增加。

带宽极化区齐纳二极管的功率-电压特性与普通整流半导体二极管的特性并无不同。在防渗极化领域，齐纳二极管的击穿电压值通常低于普通半导体二极管的击穿电压值，而且齐纳二极管只在防渗极化领域起作用。

一旦 p-n 连接发生击穿，电流只能通过外部电阻限制在一定的允许值内，否则二极管就会损坏。齐纳二极管的击穿电压值可在生产过程中进行控制。因此可以生产击穿电压从几伏到几百伏的二极管。

击穿电压低于 5V 的二极管没有明显的击穿电压，并且具有负温度系数(温度升高会降低齐纳电压)。UZ> 5V 的二极管具有正温度系数(温度升高，齐纳电压升高)。齐纳二极管可用作稳压器和限压器。