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PN结原理
PN结原理
PN结原理

在一块本征半导体在双侧经过扩散不一样的杂质,分别形成N型半导体和P型半导体。此时将在N型半导体和P型半导体的联合面上形成以下物理过程:因浓度差
↓
多子的扩散运动→由杂质离子形成空间电荷区
↓
空间电荷区形成内电场
↓↓
内电场促进少子漂移内电场阻挡多子扩散
最后,多子的扩散和少子的漂移达到动向均衡。关于P型半
导体和N型半导体联合面,离子薄层形成的空间电荷区称为
PN结。在空间电荷区,因为缺乏多子,因此也称耗尽层。
PN结形成过程的动向演示过程--请点击右链接图标进入:。
PN结的单导游电性
PN结拥有单导游电性,若外加电压使电流从P区流到N区,
PN结呈低阻性,因此电流大;反之是高阻性,电流小。
假如外加电压使:
PN结P区的电位高于N区的电位称为加正向电压,简称正
偏;
PN结P区的电位低于N区的电位称为加反向电压,简称反
偏。
(1)外加正向电压
外加的正向电压有一部分下降在PN结区,方向与PN结内
电场方向相反,削弱了内电场。于是,内电场对多子扩散运
动的阻挡减弱,扩散电流加大。扩散电流远大于漂移电流,
可忽视漂移电流的影响,PN结体现低阻性。
PN结加正向电压时的导电状况的动向演示--请点击右链接
图标进入:。
(2)外加反向电压
外加的反向电压有一部分下降在PN结区,方向与PN结内
电场方向同样,增强了内电场。内电场对多子扩散运动的阻
碍增强,扩散电流大大减小。此时PN结区的少子在内电场
作用下形成的漂移电流大于扩散电流,可忽视扩散电流,PN
结体现高阻性。
在必定的温度条件下,由本征激发决定的少子浓度是必定
的,故少子形成的漂移电流是恒定的,基本上与所加反向电
压的大小没关,这个电流也称为反向饱和电流。
PN结加反向电压时的导电状况的动向演示--请点击右链接
图标进入:
PN结加正向电压时,体现低电阻,拥有较大的正向扩散电
PN结原理
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流;PN结加反向电压时,体现高电阻,拥有很小的反向漂移电流。由此能够得出结论:PN结拥有单导游电性。

在一块本征半导体在双侧经过扩散不一样的杂质,分别形成N型半导体和P型半导体。此时将在N型半导体和P型半导体的联合面上形成以下物理过程:因浓度差
↓
多子的扩散运动→由杂质离子形成空间电荷区
↓
空间电荷区形成形成内电场
↓↓
内电场促进少子漂移内电场阻挡多子扩散
最后,多子的扩散和少子的漂移达到动向均衡。关于P型半
导体和N型半导体联合面,离子薄层形成的空间电荷区称为PN结。在空间电荷区,因为缺乏多子,因此也称耗尽层。。


PN结原理
PN结原理
PN结原理
PN结拥有单导游电性,若外加电压使电流从P区流到N区,
PN结呈低阻性,因此电流大;反之是高阻性,电流小。
假如外加电压使:
PN结P区的电位高于N区的电位称为加正向电压,简称正
偏;
PN结P区的电位低于N区的电位称为加反向电压,简称反
偏。
PN结原理
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(1)PN

结加正向电压时的导电状况
PN结原理
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PN

结加正向电压时的导电状况如图

。
PN结原理
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外加的正向电压有一部分下降在PN结区,方向与PN

结内
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电场方向相反,削弱了内电场。于是,内电场对多子扩散运动的阻挡减弱,扩散电流加大。扩散电流远大于漂移电流,可忽视漂移电流的影响,PN结体现低阻性。

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(2)PN

结加反向电压时的导电状况
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PN结原理
PN

结加反向电压时的导电状况如图

。
PN结原理
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PN结原理
外加的反向电压有一部分下降在

PN

结区,方向与

PN

结内
PN结原理
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电场方向同样,增强了内电场。内电场对多子扩散运动的阻
碍增强,扩散电流大大减小。此时PN结区的少子在内电场
PN结原理
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PN结原理
作用下形成的漂移电流大于扩散电流,可忽视扩散电流,PN
结体现高阻性。
在必定的温度条件下,由本征激发决定的少子浓度是必定
的,故少子形成的漂移电流是恒定的,基本上与所加反向电
压的大小没关,这个电流也称为反向饱和电流。
PN结加正向电压时,体现低电阻,拥有较大的正向扩散电
流;PN结加反向电压时,体现高电阻,拥有很小的反向漂移电流。由此能够得出结论:PN结拥有单导游电性。


PN结拥有必定的电容效应,它由双方面的要素决定。一是
势垒电容CB,二是扩散电容CD。
势垒电容CB
势垒电容是由空间电荷区的离子薄层形成的。当外加电压使
PN结上压降发生变化时,离子薄层的厚度也相应地随之改
变,这相当PN结中储存的电荷量也随之变化,如同电容的
充放电。。
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图



势垒电容表示图
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(2)扩散电容

CD
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扩散电容是由多子扩散后,在PN结的另一侧面累积而形成的。因PN结正偏时,由N区扩散到P区的电子,与外电源供给的空穴相复合,形成正向电流。刚扩散过来的电子就堆
PN结原理
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积在P区内紧靠PN结的邻近,形成必定的多子浓度梯度分
布曲线。反之,由P区扩散到N区的空穴,在N区内也形
成近似的浓度梯度散布曲线。
所示。
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当外加正向电压不一样时,扩散电流即外电路电流的大小也就不一样。因此PN结双侧聚积的多子的浓度梯度散布也不一样,这就相当电容的充放电过程。势垒电容和扩散电容均是非线性电容。

PN结原理
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