华科模电-CH03-2PN结的形成及特性

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1、3.2PN结的形成及特性3.2.2PN结的形成3.2.3PN结的单向导电性3.2.4PN结的反向击穿3.2.5PN结的电容效应3.2.1载流子的漂移与扩散3.2.1载流子的漂移与扩散漂移运动：在电场作用下引起的载流子的运动称为漂移运动。扩散运动：由载流子浓度差引起的载流子的运动称为扩散运动。P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场E漂移运动扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽，空间电荷区越宽。空间电荷区，也称耗尽层。3.2.2PN结的形成内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。3.2.2P

2、N结的形成在一块本征半导体在两侧通过扩散不同的杂质,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型半导体的结合面上形成如下物理过程:因浓度差空间电荷区形成内电场内电场促使少子漂移内电场阻止多子扩散最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。对于P型半导体和N型半导体结合面，离子薄层形成的空间电荷区称为PN结。在空间电荷区，由于缺少多子，所以也称耗尽层。多子的扩散运动由杂质离子形成空间电荷区所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。1.空间电荷区中没有载流子。2.空间电荷区中内电场阻碍P中的空穴.N区中的电子（都是多

3、子）向对方运动（扩散运动）。3.P区中的电子和N区中的空穴（都是少子），数量有限，因此由它们形成的电流很小。注意:当外加电压的正极接P区，负极接N区时称为加正向电压，简称正偏；当外加电压的正极接N区，负极接P区时称为加反向电压，简称反偏。3.2.3PN结的单向导电性－－－－++++RE一、PN结正向偏置内电场外电场变薄PN+_内电场被削弱，多子的扩散加强能够形成较大的扩散电流。PN结加正向电压时的导电情况低电阻大的正向扩散电流PN结的伏安特性一、PN结正向偏置二、PN结反向偏置－－－－++++内电场外电场变厚NP+_内电场被加强，多子的扩散受抑制。少子漂移加强，但少子数量有限，只能形成较

4、小的反向电流。REPN结的伏安特性PN结加反向电压时的导电情况高电阻很小的反向漂移电流在一定的温度条件下，由本征激发产生的少子浓度是一定的，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无关，这个电流也称为反向饱和电流。二、PN结反向偏置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。结论：3.2.3PN结的单向导电性PN结V-I特性表达式其中PN结的伏安特性IS——反向饱和电流VT——温度的电压当量且在常温下（T=300K）3.2.4PN结的反向击穿当PN结的反向电压增加到

5、一定数值时，反向电流突然快速增加，此现象称为PN结的反向击穿。热击穿——不可逆雪崩击穿齐纳击穿电击穿——可逆3.2.5PN结的电容效应(1)扩散电容CD扩散电容示意图3.2.5PN结的电容效应(2)势垒电容CBend