當PN結外加反向電壓|vD|小于擊穿電壓（VBR）時，iD≈–IS。IS很小且隨溫度變化。當反向電壓的絕對值達到|VBR|后，反向電流會突然增大，此時PN結處于“反向擊穿”狀態。發生反向擊穿時，在反向電流很大的變化范圍內，PN結兩端電壓幾乎不變。

反向擊穿分為電擊穿和熱擊穿，電擊穿包括雪崩擊穿和齊納擊穿。PN結熱擊穿后電流很大，電壓又很高，消耗在結上的功率很大，容易使PN結發熱，把PN結燒毀。熱擊穿是不可逆的。

PN結的雪崩擊穿符號

當PN結反向電壓增加時，空間電荷區中的電場隨著增強。這樣，通過空間電荷區的電子和空穴，就會在電場作用下獲得的能量增大，在晶體中運動的電子和空穴將不斷地與晶體原子又發生碰撞，當電子和空穴的能量足夠大時，通過這樣的碰撞可使共價鍵中的電子激發形成自由電子–空穴對。新產生的電子和空穴也向相反的方向運動，重新獲得能量，又可通過碰撞，再產生電子–空穴對，這就是載流子的倍增效應。當反向電壓增大到某一數值后，載流子的倍增情況就像在陡峻的積雪山坡上發生雪崩一樣，載流子增加得多而快，這樣，反向電流劇增， PN結就發生雪崩擊穿。

齊納擊穿

在加有較高的反向電壓下，PN結空間電荷區中存一個強電場，它能夠破壞共價鍵，將束縛電子分離出來產生電子–空穴對，形成較大的反向電流。發生齊納擊穿需要的電場強度約為2×105V/cm，這只有在雜質濃度特別大的PN結中才能達到。因為雜質濃度大，空間電荷區內電荷密度（即雜質離子）也大，因而空間電荷區很窄，電場強度可能很高。