PN结的形成和特性.pptVIP

由于异性电荷相互吸引，电源的负端吸引P区中的空穴，而电源的正端吸引N区中的电子，使空穴和电子均远离PN结。 - - - - - - P N + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + R S E内 + + + + + + E 因此，耗尽层变宽，N区中的正离子和P区中的负离子增加，直到两边的势垒差等于外加偏置电压。因此，当二极管反相偏置时，耗尽层相当于两个反相的带电离子层之间的绝缘体。 - - - - - - P N + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + R S E内 + + + + + + E 内电场增强 PN结变宽 PN结呈现高阻、截止状态 不利多子扩散 有利少子漂移 2．PN结反向偏置 外电场加强内电场→耗尽层变宽→漂移运动＞扩散运动→少子漂移形成反向电流。 - - - - - - P N + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + R S E内 + + + + + + E 因少子浓度主要与温度有关，此电流称为反向饱和电流。有时候称作漏电流。这个漏电流的多少基本上是由本征激发所决定的. - - - - - - P N + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + R S E内 + + + + + + E PN结反偏动画演示 由此可以得出结论：PN结具有单向导电性 PN结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流；PN结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流。由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。演示A02204 PN结加反向电压时的导电情况 按电容的定义 即电压变化将引起电荷变化, 从而反映出电容效应。由于二极管的两个极靠的就是PN结，所以极间电容也称作结电容，而ＰＮ结两端加上电压, ＰＮ结内就有电荷的变化, 说明ＰＮ结具有电容效应。ＰＮ结极间电容主要具有是两部分两种电容： 一部分称作势垒电容，一个叫做扩散电容。 3.2.5 PN结的电容效应 1.势垒电容CB 势垒电容：当外加电压发生改变了，PN结的宽度也要相应发生改变， PN结中里面的正负电荷数量要随之而改变，电荷的改变就好像是电容在充、放电。这显示出来就是一种电容效应，把这种电容效应就称作是势垒电容。 势垒区就是积累空间电荷的区域，也就是PN结，当外界电压发生变化时候，PN结中的电荷量发生变化，表现出来的电容就是势垒电容。用ＣB表示。理论推导 阻挡层内电荷量随外加电压变化 ? 势垒电容是由阻挡层内空间电荷引起的。空间电荷区是由不能移动的正负杂质离子所形成的,均具有一定的电荷量, 所以在ＰＮ结储存了一定的电荷, 当外加电压使阻挡层变宽时, 电荷量增加, 如图所示. 势垒电容和外加电压的关系 B 　　2扩散电容CD P区中电子浓度的分布曲线及电荷的积累图 　 当PN结加正向电压时,N区的电子扩散到P区,同时P区的空穴也向N区扩散。显然,在PN区交界处(x＝０),载流子的浓度最高。 由于扩散运动,离交界处愈远,载流子浓度愈低,这些扩散的载流子在扩散区积累了电荷,总的电荷量相当于图1－11中曲线１以下的部分(图1-11表示了P区电子ｎp的分布)。 　 扩散电容是PN结在正向电压时, 多数载流子在扩散过程中引起电荷积累而产生的。 　 若PN结正向电压加大, 则多数载流子扩散加强,电荷积累由曲线1变为曲线2,电荷增加量为ΔQ； 反之, 若正向电压减少, 则积累的电荷将减少。 这就是扩散电容效应CD, 扩散电容正比于正向电流, 即CD∝I。所以PN结的结电容Cｊ包括两部分, 即Cj＝CＴ＋CＤ。 一般说来, PN结正偏时, 扩散电容起主要作用, Ｃｊ≈ＣＤ； 当PN结反偏时, 势垒电容起主要作用, 即Ｃｊ≈ＣＴ。 P区中电子浓度