01
问 题描 述
二极管Diodes
为一个由P型半导体和N型半导体形成的P-N结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场
稳压二极管 Zener 和瞬态抑制二极管Tvs属于二极管
Zener
TVS
TVS和稳压管可以替代
如何掌握其实质
需要的坚实理论知识体系
本质差异
两者工作的原理有本质的不同
大部份情况不能替代 ，特殊应用场景可以使用
Zener 击穿方式是齐纳击穿TVS 击穿方式是雪崩击穿
02
理论基 础
要充分理解雪崩击和齐纳击穿需要具备的理论体系
电子知识
电荷、 电力、 电场、 电势、
电势能、动能、势能
总能量
物理知识
1.能带 ，什么叫能带？
2.能级 ，什么叫能级？
3.某能级中电子（空穴）能量
4.电势 ，什么叫电势？
化学知识 1. 硅材料？ 2.SI材料的电子分子结构 3.共价键？ 4 离子键？ |
理解自由电子和空穴对于区分雪崩和齐纳
自由电子和空穴
定义 ：在化学中是指在分子中与某个特定原子或共价键无关的电子，主要是金属导体中的自由电荷
共 价 键
是化学键的一种，两个或多个原子共同使用它们的外层电子，在理想情况下达到电子饱和的状态，由此组成比较稳定的化学结构，像这样由几个相邻原子通过共用电子并与共用电子之间形成的一种强烈作用叫做共价键
二 个 原 子 核
03
对比 理解
N型半导体中正电荷量与负电荷量相
等，故N型半导体呈电中性
Zener 齐纳击穿
当P-N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P-N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
TVS 雪崩击穿 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，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，产生自由电子和空穴 |
掺杂P或B的浓度
掺杂浓度低 ，通过电压把价电子碰撞出来
掺杂浓度高 ，将价电子拉出来
T=2π LC
Q电荷总量
Ed小
Q电荷总量
Ed大
Q电荷总量
Q电荷总量
Ed大
C大=
C小=
Ed小
两者对比
项目 | TVS 瞬态抑制二极管 | Zener稳压管 |
1 | 雪崩击穿 | 齐纳击穿 |
2 | 电压可以做到550V | 电压一般在在40V以下 |
3 | 能量碰撞从共价键里增加载流子 | 用掺杂浓度将中性原子的载流子拉出来 |
4 | 雪崩式的数量级大 | 齐纳阻挡层数量级相对较小 |
5 | 大于10V ， PN结掺杂浓度小 | 大于10V ， PN结掺杂浓度相对较大 |
6 | 5~7V ， PN结掺杂浓度相当 ，也存在 齐纳击穿 | 5~7V ， PN结掺杂浓度相当 |
7 | 衬底片内阻 ， 随电压变化而变化 | 衬底片内阻 ， 随电压变化而变化 |
电流mA
TVS 可以做成背靠背的双向极
TVS Zener
电压 V
04
案例 理解
Zener管应用电路 TVS应用电路
Zener稳压管
稳压管不能提供超大泄
TVS瞬态抑制二极管放电流,
可以提供比较大的泄放电流
禁止超出瞬态功率，
超过瞬态最大功率为失效
禁止超出正常功率 ，超过额定功率为失效
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