如果在PN结上施加足够大的反向偏置电压，器件将会被击穿，PC817C导通电流通常会反向[也就是iD转向相反方向，见图2.6(c)l。在这些情况下，反向偏置电压超过击穿电压V Br( breakdown voltage)就会导致一种或者两种击穿机理的组合，从而引起电流变化。例如，在高掺杂的PN结中，由于接触边缘很薄，在合金结附近的区域，载流子相对来说较难耗尽，耗尽层宽度较窄，导致PN结上的电场很犬，使得电子利用隧穿效应( tunnel)经过该区域，如图2.7所示。在轻掺杂PN结中，耗尽区宽度更长，因此阻止了隧穿效应的发生，但是反向偏置电压VR进一步增加，该点的电场进一步增加，从而自由电子能量升高，不断加速，由于带有足够的能量，原本价带中限制在一起的电子空穴对，通过称为碰撞电离(impact ionization)的过程将其分开。这样导致自由电荷载流子数量增加（图2.7），从而增加了电流。由于一个自由电子释放一个电子（还有一个空穴），这个过程将使得系统内的自由载流子数量倍增，这种方式称为雪崩击穿( avalanche)，也会导致电流增加。

             
    大多数中等掺杂浓度的PN结二极管在击穿电压为6～8V的范围内是隧道击穿和雪崩击穿两种机理的组合。掺杂浓度越高，耗尽区宽度越窄，击穿电压越低，因此隧道电流大于雪崩电流，反之亦然。但是不管什么机理，在该工作区域经过优化设计的二极管都称为齐纳(Zener)二极管，相应的齐纳电压即为它们的击穿电压。值得注意的是，当一个二极管处于极端和长期处在高电压偏置情况下，无论是反向偏置，还是正向偏置(VD》0.6～0.7V)，都会引入非常大的电流，以至于放置器件的材料和封装将承受超过其功耗和热极限的情况，超出其安全工作区(SOA)，造成不可逆的破坏。
    根据进一步的分析，反向偏置的PN结二极管的P型衬底和N型材料形成两个导电平行板，由电介质（即耗尽区）分开，这就是平行板电容器。耗尽层电容与平行板电容类似，电容值随着横截面积(A)的增加和耗尽区宽度的减小而增加。高掺杂和低反向偏置电压u。（或者更高正向偏置电压uo）的情况，耗尽区宽度更窄，这是由于掺杂高浓度区域更难耗尽载流子，VR越低，那么从合金结吸引到衬底材料上的载流子就越少。