• PN结有整流效应，但是它又包含着破坏整 流特性的因素。这个因素就是PN结的电容。
当p—n结加正向偏压时，势垒区 的电场随正向偏压的增加而减弱， 势垒区宽度变窄，空间电荷数量 减少，如图(a)、(b)所示。
• 总之，PN结上外加电压的变化，引起了电 子和空穴在势垒区的“存入”和“取出” 作用，导致势垒区的空间电荷数量随外加 电压而变化，这和一个电容器的充放电作 用相似。
• PN结势垒电容和平行板电容器一样，电容 值的大小正比于面积S，反比于空间电荷区 的厚度Xm,
当反偏压大到使靠近P区的 一层空间电荷区WA以内的电 场强度超过雪崩击穿的数值 时，则该薄膜内就先出现载 流子雪崩倍增现象。这时， 可以维持任意大小的电流。 当电场短时间地进一步升高 时，电流将增长，当电场减 小时，电流减小。
• 实验发现，PN结的势垒电容和扩散电容都 随外加电压而变化，表明它们是可变电容。 因此，引入微分电容的概念来表示PN结的 电容。
• 1.PN结的雪崩击穿 • 2.雪崩二极管的工作原理 • 3.雪崩二极管的应用
• 在PN结上加以反向电压，当反向电压增加时，空 间电荷区中电场随着增加，载流子在空间电荷区 (耗尽层)中漂移运动时将受到强电场的加速作用， 获得巨大的动能，使得载流子在碰撞到原子时， 有可能产生电子－空穴对。
• 雪崩二极管是一种能产生微波振荡的负阻 器件，被广泛用于脉冲和多普勒雷达、相 控阵天线以及反射放大器中，作为本机振 荡或参量放大器的泵浦源。
因为空间电荷是由不能移动 的杂质离子组成的，所以空间电 荷的减少是由于n区的电子和p区 的空穴过来中和了势垒区中一部 分电离施主和电离受主，图(c)中 箭头A表示了这种中和作用。这 就是说．在外加正向偏压增加时， 将有一部分电子和空穴“存入” 势垒区。反之，当正向偏压减小 时，势垒区的电场增强，势垒区 宽度增加．空间电荷数量增多， 这就是有一部分电子和空穴从势 垒区中“取出”。
• 正向偏压时，有空穴从p区注入n区，于是 在势垒区与n区边界n区一侧一个扩散长度 内，便形成了非平衡空穴和电子的积累，
当正向偏压增加时，由p区注入 到n区的空穴增加，注入的空穴 一部分扩散走了，如图(c)中箭头 B所示。
一部分则增加了n区的空穴积累， 增加了浓度梯度，如图(c)中箭头 C所示。
• 所以外加电压变化时，n区扩散区内积累的 非平衡空穴也增加．与它保持电中性的电 子也相应增加。
• 同样,p区扩散区内积累的非平衡电子和与它 保持电中性的空穴也要增加。
• 这种由于扩散区的电荷数量随外加电压的 变化所产生的电容效应．称为p—n结的扩 散电容。
• 这些电子和空穴在高压作用下又去碰撞其他的原 子，产生更多的电子－空穴对。如此链锁反应， 一下子就会产生出大量的电子－空穴对，以致通 过PN结的反向电流猛增，于是出现PN结击穿现 象。
因为这种击穿现 象发生时，电流 的猛增象雪崩一 样，所以常称为 雪崩击穿。
载流子的增加或减小以一次 近似正比于叠加在击穿电压 的交变电压u(t)的瞬时值。 总的载流子电流是载流子增 量对于时间的积分。因此，如 外加电压是正弦交流波形，则 雪崩电流滞后外加交流电压 90°
此外，由于雪崩区产生的电子渡 过宽度为WD的漂移区需要一个渡 越时间τd，从平均上看外电路的 电流 ie 将落后 ia 二分之一个τd， 如果使外加交变电压的周期T为 2 τd ，则ie 刚好比外加电压滞后 180°，呈现负载特性。
• PN结势垒电容与平行板电容器的主要区别 在于:平行板电容器两极板间的距离d是一个 常数，它不随电压V变化，而空间电荷宽度 Xm不是一个常数，而是随电压V变化 的．因此平行板电容器的电容是常数，而 PN结的势垒电容是偏压V的函数．通常所 说的PN结电容是指在一定的直流外加偏压 下，当电压有一微小变化σV时，相应的电 荷变化量σQ与σV的比值，一般称它为微分 电容．
对雪崩区(WA以内)而言， 其雪崩电流ia落后于外电 压90°，因而可以用一个
电感La来等效它。它与结 电容Ca构成一个并联谐振 回路，当fa＝fd时，则负载 效应最显著。所以，雪崩
此外，雪崩二极管具有和 齐纳二极管相似的伏安特 性曲线，在击穿状态时， 电流在很宽的范围内变化时， 二级管两端电压保持稳定。 因此，雪崩二极管亦可用于 稳压电源电路中。