1章-半導(dǎo)體-文庫吧
2025-07-20 09:14 本頁面
【正文】 自由 電子 是多數(shù)載流子 （多子） ，它主要由雜質(zhì)原子提供 ； 空穴 是少數(shù)載流子 （少子） , 由熱激發(fā)形成。 N：自由電子濃度 空穴濃度，自由電子導(dǎo)電為主。 5?磷（ P） 多數(shù)載流子 2. P型半導(dǎo)體 三價 雜質(zhì)原子在與硅原子形成共價鍵時，缺少一個價電子而在共價鍵中留下一個 空穴 ?？昭ê苋菀追@電子，使雜質(zhì)原子成為 負(fù)離子 。三價雜質(zhì) 因而也稱為 受主原子 。 在 P型半導(dǎo)體中 空穴是多子， 它主要由摻雜形成 ； 自由 電子是少子， 由熱激發(fā)形成。 P：空穴濃度 自由電子濃度 ，空穴導(dǎo)電為主。 3?硼（ B） 多數(shù)載流子 三、 PN結(jié)的形成及特性 PN結(jié)的形成 PN結(jié)的單向?qū)щ娦? PN結(jié)的伏安特性 PN結(jié)的電容效應(yīng) PN結(jié)的電流方程 擴散運動 復(fù)合 多子濃度下降 正、負(fù)離子區(qū) 空間電荷區(qū)（電位差） 內(nèi)電場（方向及大?。? 漂移運動 動態(tài)平衡 擴散多子＝漂移少子 擴散電流＝漂移電流 對稱結(jié) 不對稱 結(jié) PN結(jié)的形成 物質(zhì)因濃度差而產(chǎn)生的運動 N區(qū)自由電子濃度遠高于 P區(qū)。 P區(qū)空穴濃度遠高于 N區(qū)。 在一塊本征半導(dǎo)體在兩側(cè)通過擴散不同的雜質(zhì) ,分別形成 N型半導(dǎo)體和 P型半導(dǎo)體。此時將在 N型半導(dǎo)體和 P型半導(dǎo)體的結(jié)合面上形成如下物理過程 : 因濃度差 空間電荷區(qū)形成內(nèi)電場 ? 內(nèi)電場促使少子漂移 ? 內(nèi)電場阻止多子擴散 最后 ,多子的 擴散 和少子的 漂移 達到 動態(tài)平衡 。 對于 P型半導(dǎo)體和 N型半導(dǎo)體結(jié)合面，離子薄層形成的 空間電荷區(qū) 稱為 PN結(jié) 。 在空間電荷區(qū)，由于缺少多子，所以也稱 耗盡層 。 多子的擴散運動 ? 由 雜質(zhì)離子形成空間電荷區(qū) ? PN結(jié)的單向?qū)щ娦? 當(dāng)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 ；反之稱為加 反向電壓 ，簡稱 反偏 。 PN結(jié)加正向電壓時： ? 低電阻 ? 大的正向擴散電流 i D / mA1 . 00. 5– 0. 5– 1 . 0 0. 50 1 . 0 ? D /VPN 結(jié)的伏安特性 PN結(jié)加正向電壓導(dǎo)通： 耗盡層變窄，擴散運動加劇，由于外電源的作用，形成擴散電流， PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。 1. PN結(jié)加正向電壓時的導(dǎo)電情況 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，削弱了 內(nèi)電場（空間電荷區(qū)） 。于是 ,內(nèi)電場對多子擴散運動的阻礙減弱， 擴散電流 加大。擴散電流遠大于漂移電流，可忽略漂移電流的影響， PN結(jié)導(dǎo)通，呈現(xiàn)低阻性。 限流電阻 結(jié)壓降 2. PN結(jié)加反向電壓時的導(dǎo)電情況 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，加強了 內(nèi)電場（空間電荷區(qū)） 。內(nèi)電場對多子擴散運動的阻礙增強，擴散 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 大于擴散電流， 可忽略擴散電流， PN結(jié) 呈現(xiàn)高阻性。 i D / mA1 . 00. 5– 0. 5– 1 . 0 0. 50 1 . 0 ? D /VPN結(jié)的伏安特性 PN結(jié)加反向電壓時： ? 高電阻 ? 很小的反向漂移電流 在一定的溫度條件下，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 。 i D = – I S–– PN結(jié)加正向電壓時，呈現(xiàn)低電阻，具有較大的正向擴散電流； 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。 由此可以得出結(jié)論： PN結(jié)具有單向?qū)щ娦浴? PN結(jié)的電流方程 PN結(jié) V I 特性表達式 其中 i D / mA1 . 00. 5– 0. 5– 1 . 0 0. 50 1 . 0 ? D /
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