半导体基础知识PN结的特性答辩ppt课件.ppt

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1、CHAP.1DiodesandDiodeCircuits半导体基础知识—PN结的特性二极管的特性曲线和主要参数二极管电路的分析方法分析限幅电路简单分析稳压管电路CHECKPOINT1§1.1SemiconductorFundamentals体积小、重量轻；易于组合10万个/cm2；效率高；寿命长。工作频率不高；有用功率小；受温度影响大；一致性差。优点缺点热敏性杂散性光敏性半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质2一.IntrinsicSemiconductorsSiGe+32+14Inertianucleus内核+4Valenceelectrons

2、价电子3提纯的硅材料可形成单晶——单晶硅相邻原子由外层电子形成共价键共价键4CrystalStructure+4+4+4+4+4CovalentbondFeatures电子、空穴两种载流子成对出现；常温下载流子数量少，导电性差；受外界影响大。ElectronHole本征激发5二.ExtrinsicSemiconductors掺入五价元素掺入三价元素+5+4+4+4+4+3+4+4+4+4+-N型半导体多子—电子少子—空穴P型半导体多子—空穴少子—电子6多子由掺杂决定，少子主要与温度有关；常温下载流子数量多，导电性好；受外界影响大。Features问题一

3、P型和N型半导体是如何形成的？7Summary1.半导体中存在二种载流子2.载流子由价电子受激发产生3.载流子复合4.满足热平衡、电中性条件5.受外界影响大。8§1.2.PNJunction++++++++++++++++++++P-typeN-typeDiffusioncurrent--------------------浓度差电场作用内电场ESpace-chargeregionDriftcurrent空间电荷区中没有载流子，又称耗尽层9FormationofPNJunction多子扩散形成空间电荷区产生内电场少子漂移促使阻止扩散与漂移达到动态平衡形

4、成一定宽度的PN结当N与P区杂质浓度相同时，耗尽层在两个区内的宽度相等—对称结不对称结—杂质浓度较高的一侧耗尽层宽度小于低的一侧10AvoltageisappliedtothePNjunctionP接“+”N接“-”Forward-biasP接“-”N接“+”Reverse-bias---+++PNE击穿单向导电性PNJunction非线性电容效应正向特性反向特性I(mA)U(V)011Nonlinear不同点的直(交)流电阻不等同一点的直、交流电阻不等反向特性6040200.40.8U(V)40302010I(mA)0正向特性ABuA交流电阻UAIA

5、直流电阻CConclusion：正向电阻小、反向电阻大（原因）12CapacitanceEffectsCjPN结正向偏置时，载流子扩散产生的电容。DiffusionCapacitanceCD扩散电容CD耗尽层电容CTPN结反向偏置时，耗尽层宽度变化产生的电容。DepletionlayerCapacitanceCTUCj0Small-signalEquivalentCircuitcjrj正向偏置反向偏置几至几十Ω几十pF至0.01μFrjcj几百kΩ几个pF13(1)耗尽层电容CT由空间电荷区的离子薄层形成（反偏时）——电压变化，电荷变化（充放电）由多

6、子扩散（正偏）在PN结另一侧积累形成(2)扩散电容CD(Diffusion)CapacitanceEffectsCj14TemperatureEffectUth(on)IsUBRTTurn-onVoltageUth(on)Reverse-saturationCurrentIsBreakdownVoltageUBRSummary一条线要牢记二特性用不厌三参数随温变（如何变？）四区域有意义I(mA)U(V)015作业P151.1，1.31.4，1.616§1.3DiodesanditsApplication-+PN--++材料：SiGeGaAs结的形成：点

7、接触面接触用途：整流、检波、混频、开关管稳压管变容管发光、光电管17半导体二极管图片18半导体二极管图片19二极管=PN结+引线+管壳。类型：点接触型、面接触型和平面型(1)点接触型—(a)点接触型A、结构类型一.StructureandType20(c)平面型(3)平面型—(2)面接触型—(b)面接触型B、符号旧符号新符号阳极(Anode)阴极(Cathode)标记D1D2Diode21二.I-UCharacteristics击穿Turn-onVoltageUth(on)Si0.6～0.8VGe0.2～0.3VReverse-saturationCu

8、rrentIsSinA级GeμA级雪崩击穿齐纳击穿SiGeI(mA)U(V)022最大整流电流