雪崩二极管的作用

雪崩二极管（avalanche diode）是设计在特定反向电压下，会雪崩击穿的二极管，其材料会用硅或是其他半导体材料。

雪崩二极管的接合面会经特别设计，避免电流集中及所产生高温热点，因此在崩溃时不会破坏二极管。雪崩击穿是因为少数载流子加速到足以使晶格电离的程度，因此产生更多的载流子，也造成更进一步的电离。因为雪崩击穿是在接面上均匀发生的，相较于非雪崩的二极管，雪崩二极管的击穿电压不会随电流而变化，大致呈一定值。

雪崩二极管是在外加电压作用下可以产生高频振荡的晶体管。产生高频振荡的工作原理是：利用雪崩击穿对晶体注入载流子，因载流子渡越晶片需要一定的时间，所以其电流滞后于电压，出现延迟时间，若适当地控制渡越时间，那么，在电流和电压关系上就会出现负阻效应，从而产生高频振荡。它常被应用于微波领域的振荡电路中。

雪崩二极管如何帮助防止过电压

当 IGBT 在高性能应用中高速接通和断开时，总会发生过压。例如，当关闭负载电流电路时，集电极 - 发射极电压突然上升，达到非常高的峰值。由开关引起的过电压会严重损坏甚至破坏开关晶体管。

常见的过电压保护方法是“有源钳位（active clamping）”。在这种情况下，雪崩二极管用作直接反馈。如果关断导致电感负载过压峰值，则由雪崩二极管传导至 IGBT 栅极，并且 IGBT 重新接通。

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上图显示了基本原理：当电压上升时，二极管被阻断（A）。在耗尽区中，一个自由电子触发雪崩的瞬间，电压突然下降到低于 30V 的击穿电压电平，雪崩二极管立刻击穿（B）。在重新启动之前，有时只能保持雪崩电流在短时间内稳定，并且电压再次上升（C）。击穿延迟（D）即两次击穿事件之间的时间，是不能预测的。

建议将具有改善噪声性能的雪崩二极管用于有源钳位过压保护，因为它们能够：在快速上升的反向电压下，更快击穿；在低电流（低于~1mA）时具有更稳定击穿电压；延长其它器件的寿命，例如 IGBT 或 Mosfet；为变频器或电机控制器等应用节省成本，因为组件较少需要更换。