半導體pn結(jié)ppt課件-資料下載頁
2025-05-06 12:41本頁面
【正文】 安 (VA)特性 1）、表達式： )1e( /SD ?? TUuIIqkTUT ?當 T = 300(27?C)： UT = 26 mV 西安電子科技大學計算機學院 吳自力 20222 36 I（ mA) 正向電流 ID U（ V） 正向 反向 反向擊穿電壓 UBR 正向?qū)妷? UD 0 反向電流 IR PN結(jié) VA特性 曲線 2）、 VA特性曲線 加正向電壓時 加反向電壓時 i≈–IS )1e( /SD ?? TUuII西安電子科技大學計算機學院 吳自力 20222 37 當反向電壓超過反向擊穿電壓 UB時，反向電流 將急劇增大，而 PN結(jié)的反向電壓值卻變化不大，此 現(xiàn)象稱為 PN結(jié)的反向擊穿。 PN結(jié)的擊穿特性 U U（ BR） 反向電流急劇增大 (反向擊穿 ) 1）反向擊穿類型： 電擊穿 熱擊穿 — PN結(jié)未損壞，斷電即恢復。 — PN結(jié)燒毀。 I（ mA) 正向電流 ID U（ V） 正向 反向 反向擊穿電壓 UBR 正向?qū)妷? UD 0 反向電流 IR PN結(jié) VA特性 曲線 西安電子科技大學計算機學院 吳自力 20222 38 2）反向擊穿原因 ： 雪崩擊穿 : 反向電場使電子加速，動能增大，撞擊 使自由電子數(shù)突增。 (擊穿電壓 6V, 正 溫度系數(shù) ) 擊穿電壓在 6 V左右時，溫度系數(shù)趨近零。 ?雪崩擊穿： 當反向電壓足夠 高時（ U6V） PN結(jié)中內(nèi)電場較強，使參加漂移的載流子加速，與中性原子相碰，使之價電子受激發(fā)產(chǎn)生新的電子空穴對，又被加速，而形成連鎖反應，使載流子劇增，反向電流驟增。 P 區(qū) N 區(qū) 內(nèi)電場 外電場 IR 西安電子科技大學計算機學院 吳自力 20222 39 齊納擊穿 ： （ Zener) 反向電場太強，將電子強行拉出共價鍵。 (擊穿電壓 6V, 負溫度系數(shù) ) ?齊納擊穿： 對摻雜濃度高的半導體， PN結(jié)的耗盡層很薄，只要加入不大的反向電壓（ U6V），耗盡層可獲得很大的場強，足以將價電子從共價鍵中拉出來，而獲得更多的電子空穴對，使反向電流驟增。 P 區(qū) N 區(qū) 內(nèi)電場 外電場 IR 西安電子科技大學計算機學院 吳自力 20222 40 PN結(jié)的電容效應 按電容的定義 : dUdQCUQC ?? 或即 電壓變化將引起電荷變化 , 從而反映出電容效應 。 而ＰＮ結(jié)兩端加上電壓 , ＰＮ結(jié)內(nèi)就有電荷的變化 , 說明ＰＮ結(jié)具有電容效應 。 PN結(jié)具有的電容效應，由兩方面的因素決定。 一是勢壘電容 CB 二是擴散電容 CD 西安電子科技大學計算機學院 吳自力 20222 41 1) 勢壘電容 CT 勢壘電容是由阻擋層內(nèi)空間電荷引起的 。 空間電荷區(qū)是由不能移動的正負雜質(zhì)離子所形成的 ,均具有一定的電荷量 , 所以 在ＰＮ結(jié)儲存了一定的電荷 , 當外加電壓使阻擋層變寬時 , 電荷量增加；反之 , 外加電壓使阻擋層變窄時 , 電荷量減少 。 即 阻擋層中的電荷量隨外加電壓變化而改變 , 形成了電容效應 , 稱為勢壘電容 ,用 CT表示 。 西安電子科技大學計算機學院 吳自力 20222 42 2) 擴散電容 CD(Diffusion) 擴散電容是由多子擴散后，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)擴散到 P區(qū)的電子，與外電源提供的空穴相復合，形成正向電流。剛擴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。 西安電子科技大學計算機學院 吳自力 20222 43 當外加正向電壓不同時，擴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同，這就相當電容的充放電過程。形成了電容效應 , 稱為擴散電容 ,用 CD表示。 擴散電容正比于正向電流 西安電子科技大學計算機學院 吳自力 20222 44 勢壘電容 CT和擴散電容 Ｃ Ｄ 均是 非線性電容 。 ＰＮ結(jié)的結(jié)電容 Ｃ ｊ 包括兩部分 , 即： Cj＝ Ｃ Ｔ ＋ Ｃ Ｄ ? ＰＮ結(jié) 正偏 時 , 擴散電容起主要作用 Ｃ ｊ ≈Ｃ Ｄ ?當ＰＮ結(jié) 反偏 時 , 勢壘電容起主要作用 Ｃ ｊ ≈Ｃ Ｔ
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