半導體pn結(jié)ppt課件-閱讀頁
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【正文】 多子的擴散運動 ?由 雜質(zhì)離子 形成空間電荷區(qū) ? 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 西安電子科技大學計算機學院 吳自力 20222 28 對于 P型半導體和 N型半導體結(jié)合面，離子薄層形成的空間電荷區(qū) 稱為 PN結(jié) 。 最后 ,多子的 擴散 和少子的 漂移 達到 動態(tài)平衡 ,形成 PN結(jié) 。 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 。 IF 限流電阻 擴散運動加強形成正向電流 IF 。于是 ,內(nèi)電場對多子擴散運動的阻礙減弱，擴散電流加大。 西安電子科技大學計算機學院 吳自力 20222 32 (2) 外加反向電壓 (反向偏置 ) — reverse bias P 區(qū) N 區(qū) 內(nèi)電場 外電場 外電場使少子背離 PN 結(jié)移動， 空間電荷區(qū)變寬。 反偏截止，電阻很大，電流近似為零。內(nèi)電場對多子擴散運動的阻礙增強，擴散電流大大減小。 西安電子科技大學計算機學院 吳自力 20222 33 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 。 ?反偏截止，電阻很大， 具有很小的反向漂移電流， 電流近似為零。 西安電子科技大學計算機學院 吳自力 20222 35 ID __流過 PN結(jié)的電流； IS __反向飽和電流； u － 為結(jié)電壓 UT－溫度的電壓當量， k － 為波耳次曼常數(shù)（ ?103J/k） T － 為絕對工作溫度 q － 為電子電荷量 ?1019C PN結(jié)的伏安 (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)燒毀。 (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。 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。 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 。 PN結(jié)具有的電容效應，由兩方面的因素決定。 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 。 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。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。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。 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
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