晶體二極管及應(yīng)用ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-31 01:10 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 k ? 波爾茲曼常數(shù)； q為電子的電量； T=300k（室溫）時(shí) UT= 26mv 由半導(dǎo)體物理可推出 ： 1)( TS ?? UUeII三、 PN結(jié)的 伏安特性（續(xù)） 3. PN結(jié)電流方程 26/132 1)( TS ?? UUeII當(dāng)加反向電壓時(shí)： 當(dāng)加正向電壓時(shí)： (UUT) TS UUeII ?SII ??三、 PN結(jié)的 伏安特性（續(xù)） 結(jié)電流方程 I U 27/132 四、 PN結(jié)的反向擊穿 反向擊穿： PN結(jié)上所加的反向電壓達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，反向電流激增的現(xiàn)象。 雪崩擊穿 當(dāng)反向電壓增高時(shí)， 少子獲得能量高速運(yùn)動(dòng)，在空間電荷區(qū)與原子發(fā)生碰撞，產(chǎn)生碰撞電離。形成連鎖反應(yīng)，象雪崩一樣。使反向電流激增。 齊納擊穿 當(dāng)反向電壓較大時(shí)，強(qiáng)電場(chǎng)直接從共價(jià)鍵中將電子拉出來(lái)，形成大量載流子 ,使反向電流激增。 擊穿是可逆 。 摻雜濃度 小 的二極管容易發(fā)生 。 擊穿是可逆 。 摻雜濃度 大 的二極管容易發(fā)生 。 不可逆擊穿 — 熱擊穿。 PN結(jié)的電流或電壓較大，使 PN結(jié)耗散功率超過極限值，使結(jié)溫升高，導(dǎo)致 PN結(jié)過熱而燒毀。 28/132 五、 PN結(jié)電容 ?勢(shì)壘 電容 CB 當(dāng)外加電壓不同時(shí) ， 耗盡層的電荷量隨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(shì)壘電容 。 29/132 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(shí)，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(lái)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。 五、 PN結(jié)電容 （續(xù)） ?注意： 勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容均是非線性電容 ,并同時(shí)存在 。 外加電壓變化緩慢時(shí)可以忽略 ， 但是變化較快時(shí)不容忽略 。 ?擴(kuò)散 電容 CD 外加電壓不同情況下， P、 N區(qū)少子濃度的分布將發(fā)生變化，擴(kuò)散區(qū)內(nèi)電荷的積累與釋放過程與電容充放電過程相同，這種電容等效為擴(kuò)散電容。 30/132 ? PN結(jié)的電致發(fā)光 如果在 PN結(jié)加正偏電壓 E，外電場(chǎng)將消弱內(nèi)建電場(chǎng)對(duì)載流子擴(kuò)散的阻擋作用。在外加電場(chǎng)滿足一定條件下，注入到耗盡區(qū)內(nèi)的電子和空穴通過輻射復(fù)合而產(chǎn)生光子的速率將大于材料對(duì)光子的吸收速率，從而在半導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生光增益。 E D 六、 PN結(jié)的光電效應(yīng)及電致發(fā)光 P N 31/132 ? PN結(jié)的光電效應(yīng) PN結(jié)用導(dǎo)線連接成回路時(shí)，載流子面臨 PN結(jié)勢(shì)壘的阻擋，在回路中不產(chǎn)生電流。當(dāng)有光照射 PN結(jié)材料上時(shí)，若光子能量大于半導(dǎo)體的禁帶寬度，則在 PN結(jié)的耗盡區(qū)、 P區(qū)、N區(qū)內(nèi)產(chǎn)生光生的電子 空穴對(duì)，耗盡區(qū)內(nèi)的載流子在內(nèi)建場(chǎng)的作用下電子迅速移向 N區(qū)，空穴移向 P區(qū)，在回路內(nèi)形成光電流，而 P、 N區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的光子無(wú)內(nèi)建電場(chǎng)的作用只進(jìn)行自由的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，多數(shù)因復(fù)合而消失，對(duì)光電流基本沒有貢獻(xiàn)。 D ED D RL UD IP 注意： 為了充分利用在PN結(jié)各區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的光生載流子 ， PN結(jié)需加適當(dāng)?shù)姆聪蚱珘?。 六、 PN結(jié)的光電效應(yīng)及電致發(fā)光 32/132 一、晶體 二極管的結(jié)構(gòu)類型 二、晶體 二極管的伏安特性 三、晶體 二極管的等效電阻 四、光電二極管 五、發(fā)光 二極管 六、穩(wěn)壓二極管 七、變?nèi)?二極管 八、二極管的典型應(yīng)用 晶體二極管 33/132 一、晶體 二極管的結(jié)構(gòu)類型 在 PN結(jié)上加上引線和封裝，就成為一個(gè)二極管。 二極管按結(jié)構(gòu)分 點(diǎn)接觸型 面接觸型 平面型 PN結(jié)面積小，結(jié)電容小， 用于檢波和變頻等高頻電路 PN結(jié)面積大，用 于工頻大電流整流電路 往往用于集成電路制造工藝中。 PN 結(jié)面積 可大可小 ， 用于高頻整流和開關(guān)電路中。 34/132 伏安特性： 是指二極管兩 端電壓 和流過二極管 電流 之間的關(guān)系。 由 PN結(jié)電流方程求出理想的伏安特性曲線， I U PN結(jié)電流方程為： 1)( TS ?? UUeII TS UUeII ?I 隨 U↑ ，呈指數(shù)規(guī)率 ↑ I ≈ Is I基本不變 二、晶體 二極管的伏安特性 35/132 ? 晶體 二極管的伏安特性 ① 正向起始部分存在一個(gè)死區(qū)或門坎，稱為 門限電壓 。 硅： Ur=～ 。 鍺： Ur=～ 。 ② 加反向電壓時(shí)，反向電流很小 即 Is硅 (nA)Is鍺 (?A) 硅管比鍺管穩(wěn)定 。 ③ 當(dāng)反壓增大 VBR時(shí)再增加，反向激增，發(fā)生反向擊穿， VBR稱為反向擊穿電壓。 實(shí)測(cè)伏安特性 ① ② ③ 二、晶體 二極管的伏安特性（續(xù)） 材料 門限電壓 導(dǎo)通電 壓 Is/ μA 硅 ～ 鍺 ～ 幾十 36/132 非線性電阻 用直流電阻 (也稱靜態(tài)電阻）和交流電阻（又稱動(dòng)態(tài)電阻或微變電阻）來(lái)描述二極管的電阻特性。 RD
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