PN结的击穿现象（科普）

PN结是由掺有受主杂质的p型半导体和掺有施主杂质的n型半导体组成的结构。在PN结中，电子和空穴会互相扩散，直到达到一个平衡状态，此时在结的中心形成一个电势垒。电势垒可以被用来控制电流的流动，因此PN结被广泛用于半导体器件中，如二极管、电容器、光电二极管等。

PN结可以分为单相导电和双向导电两种情况。在单相导电情况下，PN结外加正向电压时，P区和N区之间会有电子扩散和空穴漂移，形成一个内建电场，电子和空穴在电场的作用下向中心区域移动，从而形成电流。而在反向电压下，由于内建电场的作用，电子和空穴被推向远离中心区域的地方，电流减小，PN结呈现出很大的电阻，基本上就是截止的。

PN结的导电性和击穿特性与PN结内部的空间电荷区有关，空间电荷区是p区空穴扩散出去后留下的负离子区与n区电子扩散出去后留下的正离子区的统称，名称由来：这地方只有固定的离子，载流子都没了。空间电荷区会形成内建电场，方向由n区指向p区。当反偏电压达到一定值时，反偏电流会迅速增大，这一现象称为击穿。击穿的机理有齐纳击穿和雪崩击穿两种。 齐纳击穿和雪崩击穿属于电击穿。电击穿是由于高电压造成的，击穿时如果立即降低反向电压，PN结可以恢复。PN结的击穿并不意味着一定是损坏了，只要通过适当的外电路把电流限制在合理的范围内，则PN结仍然可以安全地工作。

PN结的伏安特性曲线可以用来描述PN结在不同电压下的电流变化情况。在正向电压下，PN结的电流随着电压的增加而增加，反之则减小。而在反向电压下，PN结的电流很小，直到反向电压达到一定值时，PN结就会发生击穿现象。PN结的击穿特性与掺杂浓度、空间电荷区宽度、反向电压等因素有关。 此外，温度升高时，PN结的伏安特性曲线正偏的左移，反偏的下移。PN结的正向电流主要是由扩散电流形成的，而反向电流主要是由漂移电流形成的。

PN结被广泛应用于各种电子器件中。其中，最常见的应用包括二极管、三极管和场效应晶体管等器件。二极管是由PN结组成的器件，其主要作用是将电流限制在一个方向。当二极管处于正向偏置时，电流可以顺利通过；当二极管处于反向偏置时，电流将被阻止。