[信息與通信]半導體器件基礎知識-文庫吧
2025-09-19 22:17 本頁面
【正文】 外電場的方向與內電場方向相同。 外電場加強內電場 →耗盡層變寬 →漂移運動＞擴散運動 →少子漂移形成反向電流 I R +－－－+－－內電場++－++－E+－EW－－+－空 間 電 荷 區(qū)+－R++ +IRP N 在一定的溫度下，由本征激發(fā)產生的少子濃度是一定的，故 IR基本上與外加反壓的大小無關，所以稱為 反向飽和電流 。但 IR與溫度有關。 2021/03 模擬電路 PN結加正向電壓時，具有較大的正向擴散電流，呈現低電阻， PN結導通； PN結加反向電壓時，具有很小的反向漂移電流，呈現高電阻， PN結截止。 由此可以得出結論： PN結具有單向導電性。 2021/03 模擬電路 3. PN結 的伏安特性曲線及表達式 根據理論推導， PN結的伏安特性曲線如圖 正偏 IF（多子擴散） IR（少子漂移） 反偏 反向飽和電流 反向擊穿電壓 反向擊穿 熱擊穿 —— 燒壞 PN結 電擊穿 —— 可逆 2021/03 模擬電路 )1(e TS ?? UuIi 根據理論分析： u 為 PN結兩端的電壓降 i 為流過 PN結的電流 IS 為反向飽和電流 UT =kT/q ，稱為溫度的電壓當量 其中 k為玻耳茲曼常數 10－ 23 q 為電子電荷量 10－ 9 T 為熱力學溫度，對于室溫（相當 T=300 K） 則有 UT=26 mV。 當 u0 uUT時 1e T ??UuTeSUuIi ?當 u0 |u||U T |時 1eT ??? UuSIi ??2021/03 模擬電路 4. PN結的電容效應 當外加電壓發(fā)生變化時，耗盡層的寬度要相應地隨之改變，即 PN結中存儲的電荷量要隨之變化，就像電容充放電一樣。 (1) 勢壘電容 CB 空間電荷區(qū)－－W－ ++－－ －+R+E++P N2021/03 模擬電路 (2) 擴散電容 CD 當外加正向電壓不同時， PN結兩側堆積的少子的數量及濃度梯度也不同，這就相當電容的充放電過程 。 + －NPpLx濃度分布耗盡層 NP 區(qū)區(qū)中空穴區(qū)中電子區(qū)濃度分布nL電容效應在交流信號作用下才會明顯表現出來 極間電容（結電容） 2021/03 模擬電路 半導體二極管 二極管 = PN結 + 管殼 + 引線 N P 結構 符號 陽極 + 陰極 2021/03 模擬電路 二極管按結構分三大類： (1) 點接觸型二極管 PN結面積小，結電容小， 用于檢波和變頻等高頻電路。 N 型鍺正 極 引 線 負 極 引 線外殼金 屬 觸 絲2021/03 模擬電路 (3) 平面型二極管 用于集成電路制造工藝中。 PN 結面積可大可小，用 于高頻整流和開關電路中。 (2) 面接觸型二極管 PN結面積大，用于 工頻大電流整流電路。 S i O 2正 極 引 線負 極 引 線N 型硅P 型硅負 極 引 線正 極 引 線N 型硅P 型硅鋁 合 金 小 球底座2021/03 模擬電路 半導體二極管的型號 國家標準對半導體器件型號的命名舉例如下： 2AP9 用數字代表同類器件的不同規(guī)格。 代表器件的類型， P為普通管， Z為整流管， K為開關管。 代表器件的材料， A為 N型 Ge， B為 P型 G， C為 N型 Si， D為 P型 Si。 2代表二極管， 3代表三極管。 2021/03 模擬電路 一 、半導體二極管的 V— A特性曲線 硅： V 鍺： V (1) 正向特性 導通壓降 反向飽和電流 (2) 反向特性 死區(qū) 電壓 iu0擊穿電壓 UBR 實驗曲線： u E i V mA u E i V uA 鍺 硅： V 鍺： 2021/03 模擬電路 二 . 二極管的模型及近似分析計算 例： I R 10V E 1kΩ )1(e TS ?? UuIiD— 非線性器件 iu0i u RLC— 線性器件 Riu ?2021/03 模擬電路 二極管的模型 iuDU+uiDUD U 串聯(lián)電壓源模型 DUu ? DUu ?U D 二極管的導通壓降。硅管 ；鍺管 。 理想二極管模型 ui 正偏 反偏 +iu導通壓降 二極管的 V— A特性 +iuiu02021/03 模擬電路 二極管的近似分析計算 I R 10V E 1kΩ I R 10V E 1kΩ 例： 串聯(lián)電壓源模型 V)( ????I測量值 相對誤差 0000 9 . ?????理想二極管模型 R I 10V E 1kΩ mA10K1 V10 ???I相對誤差 0000 71 0 ????? 2021/03 模擬電路 例： 二極管構成的限幅電路如圖所示 ， R＝ 1kΩ， UREF=2V， 輸入信號為 ui。 (1) 若 ui為 4V的直流信號 ， 分別采用理想二極
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