22PN结的形成及特性 221PN结的形成 222PN结的单向导电性 223PN结的反向击穿 224PN结的电容效应 HOME
2.2 PN结的形成及特性 2.2.1 PN结的形成 2.2.2 PN结的单向导电性 2.2.3 PN结的反向击穿 2.2.4 PN结的电容效应
对于P型半导体和N型半导体结合面,离x 子薄层形成的空间电荷区称为PN结。 在空间电荷区,由于缺少多子,所以也 称耗尽层 因浓度差 多子的扩散运动→由杂质离子形成空间电荷区 空间电荷区形成内电场 内电场促使少子漂移 内电场阻止多子扩散 最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡 HOME BACK NEXT
在一块本征半导体在两侧通过扩散不同的杂 质,分别形成N型半导体和P型半导体。此时将在 N型半导体和P型半导体的结合面上形成如下物 理过程: 因浓度差 空间电荷区形成内电场 内电场促使少子漂移 内电场阻止多子扩散 最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。 对于P型半导体和N型半导体结合面,离 子薄层形成的空间电荷区称为PN结。 在空间电荷区,由于缺少多子,所以也 称耗尽层。 多子的扩散运动→ 由杂质离子形成空间电荷区
222PN结的单向导电性 当外加电压使PN结中P区的电位高于N区的电位,称为 加正向电压,简称正偏;反之称为加反向电压,简称反偏。 (1)PN结加正向电压时 低电阻 大的正向扩散电流 ip/mA I |++ 1.0 c++ °++ 0.5 -1.0 -0.5 1.0U R E PN结加正向电压时的导电情况 PN结的伏安特性 HOME BACK NEXT
2.2.2 PN结的单向导电性 当外加电压使PN结中P区的电位高于N区的电位,称为 加正向电压,简称正偏;反之称为加反向电压,简称反偏。 (1) PN结加正向电压时 PN结加正向电压时的导电情况 • 低电阻 • 大的正向扩散电流 iD/mA 1.0 0.5 –1.0 –0.5 0 0.5 1.0 D/V PN结的伏安特性
在一定的温度条件下,由本征激发决定的 少子浓度是一定的,故少子形成的漂移电流是 恒定的,基本上与所加反向电压的大小无关, 称为 加 这个电流也称为反向饱和电流 偏 (2) 高电阻 很小的反向漂移电流 ip/mA 4 1.0 |++ .+++ 0.5 1.0 0.5 1.0 UM R E PN结加反向电压时的导电情况 PN结的伏安特性 HOME BACK NEXT
iD/mA 1.0 0.5 –1.0 –0.5 0 0.5 1.0 D/V PN结的伏安特性 2.2.2 PN结的单向导电性 当外加电压使PN结中P区的电位高于N区的电位,称为 加正向电压,简称正偏;反之称为加反向电压,简称反偏。 (2) PN结加反向电压时 PN结加反向电压时的导电情况 • 高电阻 • 很小的反向漂移电流 在一定的温度条件下,由本征激发决定的 少子浓度是一定的,故少子形成的漂移电流是 恒定的,基本上与所加反向电压的大小无关, 这个电流也称为反向饱和电流。 iD/mA 1.0 0.5 iD=–IS –1.0 –0.5 0 0.5 1.0 D/V
PN结加正向电压时,呈现低电阻, 具有较大的正向扩散电流; PN结加反向电压时,呈现高电阻, 具有很小的反向漂移电流。 由此可以得出结论:PN结具有单 向导电性。 HOME BACK NEXT
PN结加正向电压时,呈现低电阻, 具有较大的正向扩散电流; PN结加反向电压时,呈现高电阻, 具有很小的反向漂移电流。 由此可以得出结论:PN结具有单 向导电性
222PN结的单向导电性 (3)PN结I特性表达式 e in/mA 1.0 其中 0.5 —反向饱和电流 V—温度的电压当量 1.0 0.5 0.5 0 UMV 且在常温下(T=300K) PN结的伏安特性 T T =0.026V=26mV q HOME BACK NEXT
2.2.2 PN结的单向导电性 (3) PN结V- I 特性表达式 其中 iD/mA 1.0 0.5 –1.0 –0.5 0 0.5 1.0 D/V PN结的伏安特性 iD/mA 1.0 0.5 iD=–IS –1.0 –0.5 0 0.5 1.0 D/V ( 1) / D S D = − v VT i I e IS ——反向饱和电流 VT ——温度的电压当量 且在常温下(T=300K) = = 0.026V q k T VT = 26 mV