[科普中国]-反向击穿电压

反向击穿电压，是指二极管反向击穿时的电压值。

反向击穿当反向电压逐渐增大时，反向饱和电流不变。但是当反向电压达到一定值时，PN结将被击穿。在PN结中加反向电压，如果反向电压过大，位于PN结中的载流子会拥有很大的动能，足以和中性粒子碰撞使中性粒子分离出价电子而产生空穴-电子对。这样会导致PN结反向电流的急剧增大，发生PN结的击穿，因为被弹出的价电子又可能和其他中性粒子碰撞产生连锁反应，类似于雪崩，这样的反向击穿方式成为雪崩击穿（Avalanche breakdown）。掺杂浓度越低所需电场越强。当掺杂浓度非常高时，在PN结两端加入弱电场就会使中性粒子中的价电子脱离原子的束缚，从而成为载流子。导致PN结的击穿。这样的击穿被称作齐纳击穿（Zener breakdown）。掺杂浓度越高所需要的电场越弱。一般小于6V的电压引起的是齐纳击穿，大于6V的引起的是雪崩击穿。1

危害二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。最高反向工作电压VBWM一般是VBR的一半。

产生环境反向击穿的现象发生在很多情况下面，比如二极管，三极管等等。以二极管为例：二极管是正向导通的，二极管两端加反向电压时，电子不能通过二极管，使得二极管相当于断路，但是这个断路取决于把二极管反向接时，二极管两端的电压（即反向电压），如果这个反向电压足够大，二极管就被击穿了（你可以认为变成导线了），此时这个击穿的反向电压就叫反向击穿电压。你也可以从字面做感性的理解：反向击穿，反向，即为方向相反，就是说反着接。击穿，你可以认为原来这是一堵墙，是一条死胡同，不让人通过，击穿了所有人就能通过了（联想一下电流），亦可以理解为高低河岸流而不能倒流，除非有超过河床高度的水流通过。以下给出二极管反向击穿电压的理性定义：外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿。引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。电击穿时二极管失去单向导电性。如果二极管没有因电击穿而引起过热，则单向导电性不一定会被永久破坏，在撤除外加电压后，其性能仍可恢复，否则二极管就损坏了。因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。2

击穿电压击穿电压是使电介质击穿的电压。电介质在足够强的电场作用下将失去其介电性能成为导体，称为电介质击穿，所对应的电压称为击穿电压。电介质击穿时的电场强度叫击穿场强。不同电介质在相同温度下，其击穿场强不同。当电容器介质和两极板的距离d一定后，由U1-U2=Ed知，击穿场强决定了击穿电压。击穿场强通常又称为电介质的介电强度。提高电容器的耐压能力起关键作用的是电介质的介电强度。

击穿电压是电容器的极限电压，超过这个电压，电容器内的介质将被击穿．额定电压是电容器长期工作时所能承受的电压，它比击穿电压要低。电容器在不高于击穿电压下工作都是安全可靠的，不要误认为电容器只有在额定电压下工作才是正常的。

一股突发的电流可以永久地转变固态绝缘体中的分子结构，从而于物质中产生一道较易导电的路径。而一种绝缘体的击穿电压并不是绝对数值，而是通过统计得出的约数。因此，人们经常会取一个比击穿电压低的值来确保绝缘体被击穿的概率在安全范围之内。

击穿电压有两种量度方法，分别是交流电的击穿电压和冲击击穿电压。交流电会采用家用交流电的频率（多数为50Hz或60Hz）。冲击击穿电压是模仿绝缘被雷电击中时的情况，波幅会在1.2微秒内达至90%，在50微秒后会降至50%。此外，ASTM为击穿电压的试验提供两种技术标准：ASTM D1816和ASTM D3300。1

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刘宝成 - 副教授 - 内蒙古民族大学