如果在PN結(jié)上施加足夠大的反向偏置電壓，器件將會(huì)被擊穿，PC817C導(dǎo)通電流通常會(huì)反向[也就是iD轉(zhuǎn)向相反方向，見圖2.6(c)l。在這些情況下，反向偏置電壓超過擊穿電壓V Br( breakdown voltage)就會(huì)導(dǎo)致一種或者兩種擊穿機(jī)理的組合，從而引起電流變化。例如，在高摻雜的PN結(jié)中，由于接觸邊緣很薄，在合金結(jié)附近的區(qū)域，載流子相對(duì)來說較難耗盡，耗盡層寬度較窄，導(dǎo)致PN結(jié)上的電場(chǎng)很犬，使得電子利用隧穿效應(yīng)( tunnel)經(jīng)過該區(qū)域，如圖2.7所示。在輕摻雜PN結(jié)中，耗盡區(qū)寬度更長(zhǎng)，因此阻止了隧穿效應(yīng)的發(fā)生，但是反向偏置電壓VR進(jìn)一步增加，該點(diǎn)的電場(chǎng)進(jìn)一步增加，從而自由電子能量升高，不斷加速，由于帶有足夠的能量，原本價(jià)帶中限制在一起的電子空穴對(duì)，通過稱為碰撞電離(impact ionization)的過程將其分開。這樣導(dǎo)致自由電荷載流子數(shù)量增加（圖2.7），從而增加了電流。由于一個(gè)自由電子釋放一個(gè)電子（還有一個(gè)空穴），這個(gè)過程將使得系統(tǒng)內(nèi)的自由載流子數(shù)量倍增，這種方式稱為雪崩擊穿( avalanche)，也會(huì)導(dǎo)致電流增加。

             
    大多數(shù)中等摻雜濃度的PN結(jié)二極管在擊穿電壓為6～8V的范圍內(nèi)是隧道擊穿和雪崩擊穿兩種機(jī)理的組合。摻雜濃度越高，耗盡區(qū)寬度越窄，擊穿電壓越低，因此隧道電流大于雪崩電流，反之亦然。但是不管什么機(jī)理，在該工作區(qū)域經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)的二極管都稱為齊納(Zener)二極管，相應(yīng)的齊納電壓即為它們的擊穿電壓。值得注意的是，當(dāng)一個(gè)二極管處于極端和長(zhǎng)期處在高電壓偏置情況下，無論是反向偏置，還是正向偏置(VD》0.6～0.7V)，都會(huì)引入非常大的電流，以至于放置器件的材料和封裝將承受超過其功耗和熱極限的情況，超出其安全工作區(qū)(SOA)，造成不可逆的破壞。
    根據(jù)進(jìn)一步的分析，反向偏置的PN結(jié)二極管的P型襯底和N型材料形成兩個(gè)導(dǎo)電平行板，由電介質(zhì)（即耗盡區(qū)）分開，這就是平行板電容器。耗盡層電容與平行板電容類似，電容值隨著橫截面積(A)的增加和耗盡區(qū)寬度的減小而增加。高摻雜和低反向偏置電壓u。（或者更高正向偏置電壓uo）的情況，耗盡區(qū)寬度更窄，這是由于摻雜高濃度區(qū)域更難耗盡載流子，VR越低，那么從合金結(jié)吸引到襯底材料上的載流子就越少。