在高压电路中，高压二极管因其具备较高的反向耐压能力，被广泛应用于电源整流、逆变、倍压电路和高压检测等场景。然而，工程中常见的一类失效模式就是二极管突然击穿短路，甚至伴随器件表面烧黑、开裂。客户往往会追问：这是不是“瞬时功耗过大”导致的热击穿？MDD辰达半导体在本文中将结合物理机理和应用场景，对此进行分析。

一、热击穿的定义与特点
热击穿是指二极管在工作过程中，由于瞬时功率过大，器件结区温度急剧上升，超过了硅材料或器件封装能承受的极限，导致晶体结构损坏，出现短路或开路的失效。其典型特点包括：
失效发生突然 ——往往在浪涌或电压尖峰出现的一瞬间发生；
失效模式不可逆 ——结区熔毁或材料结构破坏后，器件无法恢复；
热与电耦合 ——功率过大导致结温迅速升高，而结温升高又进一步恶化漏电流，从而加速失效。

二、高压二极管的瞬时功耗来源
在实际应用中，高压二极管的瞬时功耗往往来源于以下几个方面：
浪涌电流（Ifsm）：上电或感性负载切换时，可能产生远大于平均电流的浪涌。如果二极管的浪涌能力不足，就可能在几十微秒到几毫秒内产生过大功耗。
反向恢复损耗：在高频应用中，当二极管从导通转向截止时，结电容和少子载流子复合会产生反向电流，若频率较高，瞬时功率同样可能过大。
过压尖峰：变压器漏感、PCB 寄生电感等引发的电压尖峰，会导致反向电流或击穿电流突增，从而形成短时过功耗。

三、热击穿与雪崩击穿的关系
需要特别指出的是，热击穿与雪崩击穿常常交织出现。
雪崩击穿 是二极管在反向过压时，载流子倍增效应导致电流急剧增加。若电流受控，二极管仍可在雪崩区稳定工作；
热击穿 则是电流无法受控，过量功耗在极短时间内转化为热量，使结温超过极限，最终烧毁器件。
因此，在高压二极管的失效分析中，往往是 先发生雪崩击穿，再在功耗累积的作用下转化为热击穿。

四、如何避免瞬时功耗过大导致的热击穿？
合理留有余量：选型时，二极管的反向耐压需比实际最大电压高出 20%~30%，浪涌电流能力要满足应用场景。
加强电路吸收：在变压器、继电器或电机等感性元件附近，加入 RC 吸收、TVS 管或缓冲电路，减少电压尖峰。
优化散热设计：通过增大铜箔、加散热片或并联分流，降低结温上升速度。
考虑工作频率：在高频场景中，应使用快恢复或超快恢复二极管，以减少反向恢复功耗。
验证实际波形：仅靠静态参数无法判断风险，需在真实电路中用示波器捕捉浪涌和尖峰波形，确认器件承受能力。

从 FAE 的角度看，客户常常误以为二极管的耐压值只要高于工作电压，就能“万无一失”。然而在实际电路中，瞬时浪涌、反向恢复和寄生电感的作用，会让二极管在极短时间内承受远超额定的瞬时功耗。如果此时没有足够的电路保护与设计裕量，器件极易发生热击穿，表现为短路或烧毁。
因此，高压二极管的失效并非单纯的“耐压不够”，而是 电气应力与热设计不匹配 的综合结果。作为设计者，必须同时关注 电压、电流、频率与热管理，才能真正避免瞬时功耗过大带来的热击穿问题。