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当外部电压源的正极连接到 n 型材料、负极连接到 p 型材料时,二极管便会被反向偏置。这种配置与电流流过二极管的自然方向是相反的,从而有效地增加了耗尽区的宽度和势垒电位。在反向偏置条件下能够产生最小的漏电流,这主要是由于少数电荷载流子造成的。当反向电压超过标准室温条件下的热电压时,漏电流将会变得很大,从而导致电流-电压(I-V)的响应曲线趋于平缓。与正向偏置中观察到呈指数增加的电流不同,反向偏置中增加的电流可以忽略不计。

然而,在实际应用中,二极管中的反向电流往往会超过预测的饱和电流。例如,为小信号设计的二极管中具有飞安级的反向饱和电流,但可能会表现出纳安级的反向电流。虽然这种反向电流会随着反向电压的增加而略有增加,但这些变化太小,不足以对 I-V 曲线产生显著的影响。这种反向电流源于结内的热载流子的产生,这具体取决于二极管结的物理尺寸。

当施加的反向电压达到每个二极管特有的临界阈值(称为击穿电压)时,反向电流就会急剧增加。这种现象通常会由 I-V 曲线上的拐点来进行表示,这标志着电流会大幅上升,而电压却增加较少。

Figure 1

必须清晰的认识到,只要电流保持在其安全工作区内(通常由数据表中的最大功率耗散的能力来进行定义的),二极管击穿本身并不会造成损害。为防止出现潜在的损坏,则有必要设计用于将反向电流限制在安全水平的外部电路。齐纳二极管是在这些条件下安全工作的二极管的典范,其中的设计使其能够在电压调节的击穿区域内工作。

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DiodeReverse BiasDepletion RegionBarrier PotentialLeakage CurrentMinority Charge CarriersThermal VoltageCurrent voltage I V Response CurveReverse Saturation CurrentThermal Carrier GenerationBreakdown VoltageZener DiodesVoltage Regulation

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