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
22.1PN结的形成 图2.2.1PN结的形成 HOME BACK NEXT
2.2.1 PN结的形成 图2.2.1 PN结的形成
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
223PN结的反向击穿 当PN结的反向电压 增加到一定数值时,反 向电流突然快速增加, 此现象称为PN结的反向 击穿 D 热击穿—不可逆 雪崩击穿 电击穿可逆 齐纳击穿 HOME BACK NEXT
2.2.3 PN结的反向击穿 当PN结的反向电压 增加到一定数值时，反 向电流突然快速增加， 此现象称为PN结的反向 击穿。 iD O VBR D 热击穿——不可逆 雪崩击穿 齐纳击穿 电击穿——可逆
22.4PN结的电容效应 (1)势垒电容CB Oe G O'e G: GE 势垒电容示意图 HOME BACK NEXT
2.2.4 PN结的电容效应 (1) 势垒电容CB 势垒电容示意图
22.4PN结的电容效应 (2)扩散电容CD R P N ←● In x 扩散电容示意图 HOME Rendy BACK
2.2.4 PN结的电容效应 (2) 扩散电容CD 扩散电容示意图 {end}