常用半導(dǎo)體器件(2)-在線瀏覽
2025-06-16 13:13本頁面
【正文】 機(jī)會增大，故“多子越多，少子越少”。 ? 故雜質(zhì)半導(dǎo)體與本征半導(dǎo)體不同，雜質(zhì)半導(dǎo)體導(dǎo)電性能比本征半導(dǎo)體高得多，而且導(dǎo)電性能與溫度無關(guān)；而本征半導(dǎo)體導(dǎo)電性能弱，而且與溫度密切相關(guān)。 PN結(jié)具有非常特殊的導(dǎo)電性能 —— 單向?qū)щ娦?，即非線性導(dǎo)電特性。 ? 由于 PN結(jié)兩邊的載流子濃度差，所以 P區(qū)和 N區(qū)的多子向?qū)Ψ綌U(kuò)散，一方面多子擴(kuò)散到對方后與對方的多子復(fù)合，另一方面在 PN結(jié)附近的雜質(zhì)原子因為多子擴(kuò)散到對方而成為不能移動的帶電原子，即離子。在一定的溫度下，擴(kuò)散和漂移達(dá)到動態(tài)平衡。 ? 擴(kuò)散運(yùn)動的加強(qiáng)使得 PN結(jié)變寬，漂移運(yùn)動的加強(qiáng)使得 PN結(jié)變窄。 ? PN結(jié)具有特別的外特性：單向?qū)щ娦浴? ? 當(dāng) PN結(jié)的 P區(qū)接外部電源的正極， N區(qū)接外部電源的負(fù)極時，則外電場與PN結(jié)的內(nèi)電場方向相反，從而削弱內(nèi)電場對載流子擴(kuò)散的阻力，使得擴(kuò)散運(yùn)動得以繼續(xù)進(jìn)行下去。 PN結(jié)的偏置（ bias， offset） —— PN結(jié)兩端所施加的直流電壓稱為 PN結(jié)的偏置電壓，簡稱偏置或偏壓。 PN結(jié) ? 當(dāng)正偏電壓略微增大，則正向電流會急劇增大。 ? 當(dāng) PN結(jié)反偏時，外電場與 PN結(jié)的內(nèi)電場方向相同，使得內(nèi)電場得以加強(qiáng)，則 PN結(jié)中的 P區(qū)和 N區(qū)的多子擴(kuò)散無法進(jìn)行下去，故此時回路幾乎沒有電流，也可以不需要限流電阻 R。 電流方程： )( 1eIsi TUu??式中： i —— PN結(jié)電流（以從 P區(qū)流向 N區(qū)電流為正）； u —— PN結(jié)電壓（以 P區(qū)相對于N區(qū)為正） 。大約為納安到微安數(shù)量級。鍺管的死區(qū)電壓大約為 ；硅管的死區(qū)電壓大約為 。 ? 正偏時的溫度特性：溫度升高，曲線左上方向移動。原因：少子漂移運(yùn)動加強(qiáng)，削弱內(nèi)電場。 ? 但是，由于少子濃度有限，所以 PN結(jié)的反向電流一般并不隨外加電壓的改變而改變，所以稱為反向飽和電流。 ? PN結(jié)的反向飽和電流越小越好，這是因為反向飽和電流破壞了 PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴? PN結(jié)的擊穿特性 ? 當(dāng) PN結(jié)的反向電壓增加到足夠高的時候，其反向電流會突然急劇增加。相應(yīng)的 PN結(jié)兩端的反向電壓稱為擊穿電壓。 ? 雪崩擊穿：當(dāng) PN結(jié)摻雜濃度比較低時，不容易發(fā)生齊納擊穿。 ? 利用 PN結(jié)的擊穿特性可以制成穩(wěn)壓二極管。 ? 實際上 PN結(jié)在反向擊穿時往往同時具有齊納擊穿和雪崩擊穿，但是當(dāng)擊穿電壓比較低時以齊納擊穿為主，而擊穿電壓比較高時則以雪崩擊穿為主。齊納擊穿和雪崩擊穿的分界點(diǎn)大約在 。 ? 如果 PN結(jié)擊穿時反向電流過大，則會造成 PN結(jié)的功率消耗過大，結(jié)溫會升高到破壞 PN結(jié)的晶體結(jié)構(gòu)的程度，這會造成 PN結(jié)的永久性損壞，故需要在回路中串聯(lián)限流電阻。 PN結(jié)的擊穿特性 PN結(jié)的結(jié)電容 PN結(jié)兩端不僅有電荷的累積，而且當(dāng) PN結(jié)兩端的電壓發(fā)生改變時，不僅 PN結(jié)的寬度會改變，而且空間電荷區(qū)的電荷量也會發(fā)生改變，這等效為一種電容效應(yīng)。同時的多子的濃度梯度會改變，即空間電荷區(qū)的電荷量會改變，形成電容效應(yīng)，稱為擴(kuò)散電容。即擴(kuò)散電容與正偏電壓成正變關(guān)系?？臻g電荷區(qū)的離子濃度會增大，即外電壓增大，空間電荷區(qū)的電荷量會改變，形成電容效應(yīng)，稱為勢壘電容。 ? PN結(jié)的結(jié)電容越小，則其高頻性能越好。 ? 利用 PN結(jié)的結(jié)電容可以制造變?nèi)荻O管，實現(xiàn)電調(diào)諧。 半導(dǎo)體二極管 半導(dǎo)體二極管內(nèi)部就是一個 PN結(jié)。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外形 —— 點(diǎn)接觸型二極管 點(diǎn)接觸型二極管 PN結(jié)的面積小，故結(jié)電容小，適用于高頻小信號的情況。 半導(dǎo)體二極管 面接觸型二極管 面接觸型二極管 PN結(jié)的面積大，故結(jié)電容大，允許通過的電流也大。 一般用于低頻大電流情況。 半導(dǎo)體二極管 面接觸型二極管 平面型二極管 PN結(jié)的面積可控，故可以做到結(jié)電容不是很大，同時又可以允許通過大電流。 半導(dǎo)體二極管 晶體二極管實物圖 半導(dǎo)體二極管 晶體二極管符號 晶體管封裝 塑料封裝 玻璃封裝 金屬封裝 陶瓷封裝 二極管的伏安特性 半導(dǎo)體二極管 )( 1eIsi TUu??? 二極管與 PN結(jié)伏安特性的不同在于兩點(diǎn)：一是二極管的 P區(qū)和 N區(qū)都有電阻，稱為體電阻；二是二極管的封裝會存在漏電。 ? 二極管的伏安特性的溫度特性與PN結(jié)的溫度特性相同。 二極管的主要參數(shù) —— 略 半導(dǎo)體二極管 二極管的等效電路 理想二極管模型 恒壓模型 折線模型
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