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文档简介
PN结的形成及特性
2PN结的形成及特性PN结的形成PN结的单向导电性PN结的反向击穿PN结的电容效应3
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
4PN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PN结的伏安特性5PN结的伏安特性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。6
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。7PN结的单向导电性
(3)PN结V-I特性表达式其中PN结的伏安特性IS——反向饱和电流VT——温度的电压当量且在常温下(T=300K)8PN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。热击穿——不可逆
雪崩击穿
齐纳击穿——可逆
电击穿9PN结的电容效应
(1)势垒电容CB势垒电容示意图10PN结的电容效应(2)扩散电容CD扩散电容示意图11稳压二极管1.
符号及稳压特性(a)符号(b)伏安特性
利用二极管反向击穿特性实现稳压。稳压二极管稳压时工作在反向电击穿状态。12(1)稳定电压VZ(2)动态电阻rZ
在规定的稳压管反向工作电流IZ下,所对应的反向工作电压。rZ=
VZ/
IZ(3)最大耗散功率
PZM(4)最大稳定工作电
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