【正文】 動畫： PN結(jié)的形成 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 三、 PN結(jié)的單向?qū)щ娦? 如果外加電壓使 PN結(jié)中 P區(qū)的電位高于 N區(qū)的電位 ， 稱為加 正向電壓 ， 簡稱 正偏 ； PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?， 若外加電壓使電流從 P 區(qū)流到 N區(qū) ， PN結(jié)呈低阻性 ， 所以電流大；反之是高阻性 ， 電流小 。 P區(qū)的電位低于 N區(qū)的電位 ， 稱為加 反向電壓 ，簡稱 反偏 。 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 1. 外加正向電壓 外加的正向電壓有 一 部 分 降 落 在 PN 結(jié)區(qū) ， 方向與PN結(jié)內(nèi)電場方向相反 ， 削弱內(nèi)電場 。 內(nèi)電場對多子擴(kuò)散運動的阻礙減弱 ， 擴(kuò)散電流加大 。 擴(kuò)散電流遠(yuǎn)大于漂移電流 ， 可忽略漂移電流的影響 , PN結(jié)呈現(xiàn)低阻性 。 動畫： PN結(jié)正向偏置 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 PN結(jié)正向偏置 內(nèi)電場被削弱，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)能夠形成較大的擴(kuò)散電流。 － － － － + + + + R E 內(nèi)電場 外電場 變薄 P N + _ 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 2. 外加反向電壓 外加的反向電壓有一部分降落在 PN結(jié)區(qū)，方向與 PN結(jié)內(nèi)電場方向相同，加強(qiáng)了內(nèi)電場。 內(nèi)電場對多子擴(kuò)散運動的阻礙增強(qiáng)，擴(kuò)散電流大大減小。此時 PN結(jié)區(qū)的少子在內(nèi)電場的作用下形成的漂移電流大于擴(kuò)散電流，可忽略擴(kuò)散電流，由于漂移電流本身就很小， PN結(jié)呈現(xiàn)高阻性 。 在一定溫度條件下，由本征激發(fā)決定的少子濃度是一定的，故少子形成的漂移電流是恒定的，基本上與所加反向電壓的大小無關(guān)，這個電流也稱為 反向飽和電流 。 動畫： PN結(jié)反向偏置 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 PN結(jié)反向偏置 內(nèi)電場被加強(qiáng)，多子的擴(kuò)散受抑制。少子漂移加強(qiáng)，但少子數(shù)量有限，只能形成較小的反向電流。 N P + R E － － － － + + + + 內(nèi)電場 變厚 _ 外電場 － － － － － － － － + + + + + + + + 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 PN結(jié)外加 正向電壓 時 ， 呈現(xiàn)低電阻 ， 具有較大的正向擴(kuò)散電流 ， PN結(jié)導(dǎo)通 ； PN結(jié)加 反向電壓 時， 呈現(xiàn)高電阻 ， 具有很小的反向漂移電流 ， PN結(jié)截止 。 由此可以得出結(jié)論： PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?。 PN結(jié)的單向?qū)щ娦躁P(guān)鍵在于它的耗盡區(qū)的存在， 且其寬度隨外加電壓而變化 。 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 3. PN結(jié) V– I 特性的表達(dá)式 其中： iD/ mA1 . 00. 5– 0. 5– 1 . 0 0. 50 1. 0 ?D/VPN結(jié)的伏安特性 iD= – IS––)1( /SD D ?? TnVveIiIS —— 反向飽和電流 VT —— 溫度的電壓當(dāng)量 且在常溫下（ T=300K） V0 2 ?? qkTV TPN結(jié)所加端電壓 vD與流過它的電流 iD的關(guān)系為： k為玻耳茲曼常數(shù)， T為熱力學(xué)溫度， q為電子的電量。 n —— 發(fā)射系數(shù) qkTVT ?回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 二極管處于反向偏置時，在一定的電壓范圍內(nèi)，流過 PN結(jié)的電流很小，但電壓超過某一數(shù)值時，反向電流急劇增加，這種現(xiàn)象我們就稱為 反向擊穿 。 擊穿形式分為兩種： 雪崩擊穿 齊納擊穿 iDOVBR?D擊穿并不意味著 PN結(jié)燒壞 四 、 PN結(jié)的反向擊穿 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 雪崩擊穿： 如果摻雜濃度較低，不會形成齊納擊穿，而當(dāng)反向電壓較高時，能加快少子的漂移速度，從而把電子從共價鍵中撞出，形成雪崩式的連鎖反應(yīng)。 對于硅材料的 PN結(jié)來說擊穿電壓 7v時為（雪崩擊穿）， 4v時為（齊納擊穿）。在 4v與 7v之間，兩種擊穿都有。這種現(xiàn)象破壞了 PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕覀冊谑褂脮r要避免。 齊納擊穿： 高摻雜情況下，耗盡層很窄，宜于形成強(qiáng)電場，而破壞共價鍵，使價電子脫離共價鍵束縛形成電子－空穴對，致使電流急劇增加。 熱擊穿 —— 不可逆 雪崩擊穿 齊納擊穿 電擊穿 —— 可逆 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 1. 擴(kuò)散電容 五、 PN結(jié)的電容效應(yīng) 擴(kuò)散電容是由多子擴(kuò)散后 ， 在 PN結(jié)的另一側(cè)面積累而形成的 。 因 PN結(jié)正偏時 ， 由 N區(qū)擴(kuò)散到 P區(qū)的電子與外電源提供的空穴相復(fù)合 ， 形成 正向電流 。 剛擴(kuò)散過來的電子就堆積在 P區(qū)內(nèi)緊靠 PN結(jié)的附近 ， 形成一定的多子濃度梯度分布曲線 。 擴(kuò)散電容示意圖 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 反之 ， 由 P區(qū)擴(kuò)散到 N區(qū)的空穴 ， 在 N區(qū)內(nèi)也形成類似的濃度梯度分布曲線 。 擴(kuò)散電容示意圖 當(dāng)外加正向電壓不同時 ，擴(kuò)散電流即外電路電流的大小也就不同 。 所以 PN結(jié)兩側(cè)堆積的多子的濃度梯度分布也不相同 ， 這就相當(dāng)電容的充放電過程 。 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 2. 勢壘電容 勢壘電容是由空間電荷區(qū)離子薄層形成的 。 當(dāng)外加電壓使 PN結(jié)上壓降發(fā)生變化時 ， 離子薄層的厚度也相應(yīng)地隨之改變 ， 這相當(dāng) PN結(jié)中存儲的電荷量也隨之變化 ， 猶如電容的充放電 。 勢壘電容示意圖 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 二極管 一、二極管的結(jié)構(gòu) 半導(dǎo)體二極管的幾種常見外形 在 PN結(jié)上加上引線和封裝，就成為一個二極管。 二極管按結(jié)構(gòu)分有 點接觸型 、 面接觸型 和 平面型三大類。 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 1. 點接觸型二極管 PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。 (a)點接觸型 二極管的結(jié)構(gòu)示意圖 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 2. 面接觸型二極管 PN結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路 。 (b)面接觸型 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 3. 平面型二極管 4. 二極管的代表符號 (c)平面型 陰極引線陽極引線PNP 型支持襯底往往用于集成電路制造藝中。 PN結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。 ( d ) 代表符號k 陰極陽極 a回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 二、二極管的 VI特性 0 ?D/ V0 .2 0 . 4 0 . 6 0 .8? 10? 20? 3 0? 4 05101 520? 10? 20? 3 0? 40iD/? AiD/ mA死區(qū)VthVBR硅二極管 2CP10的 VI 特性 0?D/ V0 .2 0 . 4 0 . 6? 2 0? 4 0? 605101 520? 10? 20? 3 0? 40iD/? AiD/ mA②①③VthVBR鍺二極管 2AP15的 VI 特性 正向特性 反向特性 反向擊穿特性 二極管的伏安特性曲線可用下式表示 )1( /SD D ?? TnVveIi+i Dv DR回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 硅二極管的死區(qū)電壓 Vth=， 鍺二極管的死區(qū)電壓 Vth=。 當(dāng) 0＜ V＜ Vth時，正向電流為零， Vth稱為 死區(qū)電壓 或 門坎電壓 。 當(dāng) V＞ 0時處于正向特性區(qū)域，正向區(qū)分為兩段： 當(dāng) V＞ Vth時，開始出現(xiàn)正向電流，并按指數(shù)規(guī)律增長。 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 2. 反向特性 當(dāng) V＜ 0時處于反向特性區(qū)域，反向區(qū)分兩個區(qū)域： 當(dāng) VBR＜ V＜ 0時，反向電流很小，且基本不隨反向電壓的變化而變化，此時的反向電流稱反向飽和電流 IS 。 當(dāng) V≥VBR時，反向電流急劇增加， VBR稱為 反向擊穿電壓 。 回主頁 總目錄 章目錄 上一頁 下一頁 退出 在反向區(qū) ， 硅二極管 的反向擊穿特性比較硬 、 比較陡 ， 反向飽和電流也很小； 鍺二極管 的反向擊穿特性比較軟 ， 過渡比較圓滑 ， 反向飽和電流較大 。 從擊穿的機(jī)理上看 ， 硅二極管若|VBR|≥7V時 ， 主要是雪 崩 擊 穿 ； 若