齐纳二极管是电子电路的一个基本构建模块，其作用是在达到特定反向电压（常称为齐纳电压）时允许大量电流反向流动。达到或超过此反向击穿电压后，齐纳二极管便以恒定基准电压运行。齐纳二极管常用来产生稳定电压，可广泛用于需要将电压钳制或保持在某个限值以下的各种应用。齐纳二极管的另一重要应用领域是钳制不必要的过电压以保护 MOSFET。
齐纳效应和雪崩效应
电压不超过 5 V 时，在反向偏置结的耗尽区，电子从价带进入导电带形成电子贯穿，从而产生电击穿。一旦电场强度足够高，自由电荷载流子就会导致反向电流陡然增加。此效应由克拉伦斯·梅尔文·齐纳（Clarence Melvin Zener）于 1934 年首次发现，故以他的名字来命名此类二极管。
如果电压超过 5 V，另一种效应会变得更加显著。PN 结的电场会使过渡区中的电子加速，产生电子空穴对。这些空穴会向负极移动并填上电子，而自由电子则向正极移动。不断移动的空穴和电子通过释放相邻的束缚电子，可以产生更多携带高场强的电荷载流子。电荷载流子大量产生的过程迅速发展成雪崩，因此如果超过特定的反向电压，就会有大量电流开始流动。
△ 齐纳二极管的I-V特性
电压容差
Nexperia（安世半导体）针对 1.8 V 到 75 V 范围的多种不同电压制造了齐纳二极管，并在规定的反向电流下测试了保证容差。标准容差为 B-selection ±2% 和 C-selection ±5% 左右。为满足更高精度要求，Nexperia（安世半导体）最近推出了 A-selection 齐纳二极管的广泛产品组合，容差为 ±1%。
应用笔记下载
要全面了解齐纳二极管的更多信息，您可以下载并阅读应用笔记：《AN90031 齐纳二极管 - 物理基础知识、参数及应用示例》。
△ 使用齐纳二极管的稳压器
作者简介
Reza Behtash
1999 年，Reza 在汉堡工业大学获得电气工程学学位。随后，他在位于乌尔姆的戴姆勒-克莱斯勒研究院担任研究员四年，从事 GaN HEMT 和 MMIC 的研究工作，后来从乌尔姆大学获得博士学位。在位于柏林的莱布尼茨联合会费迪南德布劳恩研究所和联合单片半导体公司（UMS）工作时，Reza 继续从事功率放大器的 GaN 技术研究。过去八年，作为 Nexperia 汉堡应用营销团队的成员，他的工作重点是汽车应用中的分立式平面整流器和 Trench 肖特基整流器。
