文章目錄
- 一、PN結的形成
- 二、PN結的動态平衡
- 三、PN結的正反偏置
- 四、電流的估算、PN結的擊穿性
- 五、PN結的電容
一、PN結的形成
1、過程
使用工藝，将P區域N區分散在左右兩邊，在濃度差作用下：電子從N取向P區擴散，空穴從P區向N區擴散
2、PN結
經過這樣的多子（N區電子與P區空穴）互相擴散的過程之後，會在P區和N區的交界面上，留下一層不能移動的正離子（N區）、負離子（P區）。該層稱作空間電荷層、阻擋層、耗盡層，即所謂的PN結。
二、PN結的動态平衡
1、擴散： 多子才會擴散，電子從N取向P區擴散，空穴從P區向N區擴散
2、漂移： 少子才會漂移，空穴從N區向P區漂移，電子從P區向N區漂移
3、動态平衡
- 在PN結内會形成由N區指向P區的内電場，該電場會減弱多子的擴散，增強少子的漂移，最終PN結大小不變，達到動态平衡。
- 具體就是N區漂移的空穴與P區擴散的空穴對等，P區漂移的電子與N區擴散的電子對等。
- 平衡狀态：流過PN結的淨電流為零；PN結的厚度一定（幾微米）；接觸電位一定（零點幾伏）
三、PN結的正反偏置
1、PN結的正向偏置
- 當外加直流電壓使PN結P型半導體的一端電位高于N型半導體一端的電位時，稱為正偏（常用）
- 内電場會被削弱，利于多子進行擴散，PN結變窄，呈現低阻、導通狀态
2、PN結的反向偏置
- 當外加直流電壓使PN結N型半導體的一端電位高于P型半導體一端的電位時，稱為反偏
- 内電場會被增強，利于少子進行漂移，PN結變寬，呈現高阻、截止狀态
3、注意：因為少子濃度主要與溫度相關，是以反向電流與反向電壓幾乎無關
四、電流的估算、PN結的擊穿性
1、電流的定量估算
2、PN結的擊穿特性
當PN結上所加的反向電壓達到一定數值時，反向電流激增的現象
- 雪崩擊穿：可逆，常發生在摻雜濃度小的二極管
- 齊納擊穿：可逆，常發生在摻雜濃度大的二極管
- 熱擊穿：PN結耗散功率超過極限值，使溫度升高，導緻PN結過熱而燒毀
五、PN結的電容
1、勢壘電容
空間電荷量随着PN結偏置電壓的變化而變化。這種電容效應用勢壘電容C(B)表征。
PN結類似電容：
當外加電壓不同時，耗盡層的電荷量随外加電壓而增多或減少，與電容的充放電過程相同。耗盡層寬窄變化所等效的電容為勢壘電容。
2、擴散電容
PN結正向偏置電壓越高，非平衡少子的積累越多。這種電容效應用擴散電容C(D)表征。