在重掺杂半导体二极管中,耗尽区宽度很窄。让我们考虑反向偏压条件下的重掺杂半导体二极管。在这里,窄耗尽区(由于高掺杂)的宽度导致高电场由于电场等于势梯度,所以在结上展开。例如,反向电压为3V横跨100 ao厚的(极窄的)耗尽区产生电场
由于这种高度增强的电场,许多p-n结中的共价键断开释放出它们的价电子。这样,价电子被激发并迁移到导带,导致通过二极管的电流突然增加。这种现象被称为齐纳击穿,对应的电压称为齐纳击穿电压通常用V表示Z,如图1中的红色所示。1934年,Clarence Zener博士首次观察并解释了这一现象,并以他的名字命名。
此外,齐纳击穿是一种可控的现象,因为通过控制施加的电场可以有效地控制产生的载流子数量。典型的齐纳击穿会导致二极管结在5V以下击穿,并且不会损坏器件,除非没有规定释放产生的热量。齐纳击穿电压具有负的温度系数,即齐纳击穿电压随着结温的升高而降低。然而,需要注意的是,当电压齐纳击穿发生是可调的期间,二极管制造。最后,应该牢记的是,应用广泛齐纳二极管是基于齐纳效应或齐纳击穿电压。