雪崩二極管利用半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中載流子的碰撞電離和渡越時(shí)間兩種物理效應(yīng)而產(chǎn)生負(fù)阻的固體微波器件。雪崩二極管振蕩原理是W.T.里德于1958年提出的。1965年，R.L.約翰斯頓等人在硅PN結(jié)二極管中實(shí)現(xiàn)了這種雪崩微波振蕩。

　　雪崩二極管能以多種模式產(chǎn)生振蕩，其中主要有碰撞雪崩渡越時(shí)間(IMPATT)模式，簡(jiǎn)稱崩越模式。其基本工作原理是：利用半導(dǎo)體PN結(jié)中載流子的碰撞電離和渡越時(shí)間效應(yīng)產(chǎn)生微波頻率下的負(fù)阻，從而產(chǎn)生振蕩。另一種重要的工作模式是俘獲等離子體雪崩觸發(fā)渡越時(shí)間(TRAPATT)模式,簡(jiǎn)稱俘越模式。這種模式的工作過(guò)程是在電路中產(chǎn)生電壓過(guò)激以觸發(fā)器件，使二極管勢(shì)壘區(qū)充滿電子-空穴等離子體，造成器件內(nèi)部電場(chǎng)突然降低,而等離子體在低場(chǎng)下逐漸漂移出勢(shì)壘區(qū)。因此這種模式工作頻率較低，但輸出功率和效率則大得多。除上述兩種主要工作模式以外，雪崩二極管還能以諧波模式、參量模式、靜態(tài)模式以及熱模式工作。

　　雪崩二極管分單漂移區(qū)雪崩二極管和雙漂移區(qū)雪崩二極管。

　　單漂移區(qū)雪崩二極管的結(jié)構(gòu)有PN、 PIN、 P NN (或N PP )、P NIN (或N PIP )、MNN 。其中P NN 結(jié)構(gòu)工藝簡(jiǎn)單,在適中的電流密度下能獲得較大的負(fù)阻，且頻帶較寬，因此在工業(yè)中應(yīng)用較多。

　　雙漂移區(qū)雪崩二極管是 1970 年以后出現(xiàn)的，其結(jié)構(gòu)為P PNN ，實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于兩個(gè)互補(bǔ)單漂移區(qū)雪崩二極管的串聯(lián)，從而有效地利用了電子和空穴漂移空間，因此輸出功率和效率均較高。

　　區(qū)分雪崩二極管與齊納二極管

　　雪崩擊穿是PN結(jié)反向電壓增大到一數(shù)值時(shí)，載流子倍增就像雪崩一樣，增加得多而快。

　　利用這個(gè)特性制作的二極管就是雪崩二極管

　　雪崩擊穿是在電場(chǎng)作用下，載流子能量增大，不斷與晶體原子相碰，使共價(jià)鍵中的電子激發(fā)形成自由電子-空穴對(duì)。新產(chǎn)生的載流子又通過(guò)碰撞產(chǎn)生自由電子-空穴對(duì)，這就是倍增效應(yīng)。1生2，2生4，像雪崩一樣增加載流子。

　　一般的二極管摻雜濃度沒(méi)這么高，它們的電擊穿都是雪崩擊穿。齊納擊穿大多出現(xiàn)在特殊的二極管中，就是穩(wěn)壓二極管

　　它是在外加電壓作用下可以產(chǎn)生高頻振蕩的晶體管。產(chǎn)生高頻振蕩的工作原理是欒的：利用雪崩擊穿對(duì)晶體注入載流子，因載流子渡越晶片需要一定的時(shí)間，所以其電流滯后于電壓，出現(xiàn)延遲時(shí)間，若適當(dāng)?shù)乜刂贫稍綍r(shí)間，那么，在電流和電壓關(guān)系上就會(huì)出現(xiàn)負(fù)阻效應(yīng)，從而產(chǎn)生高頻振蕩。它常被應(yīng)用于微波領(lǐng)域的振蕩電路中。

　　制造雪崩二極管的材料主要是硅和砷化鎵。

　　雪崩二極管具有功率大、效率高等優(yōu)點(diǎn)。它是固體微波源，特別是毫米波發(fā)射源的主要功率器件，廣泛地使用于雷達(dá)、通信、遙控、遙測(cè)、儀器儀表中。其主要缺點(diǎn)是噪聲較大。