在学,就是一点点笔记,有错误的话,望请大佬指正,非常感谢。

PN结的形成与工作原理

在一块本征半导体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。

P区空穴浓度远高于N区。
N区自由电子浓度远高于P区。

空间电荷区

在空间电荷区,由于缺少多子所以也称耗尽层
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漂移运动

内电场作用所产生的少子运动称为漂移运动。

PN结的形成

当参与扩散运动漂移运动的载流子数目相同时,达到动态平衡,就形成了**PN结**。

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
↓内电场促使少子漂移;内电场阻止多子扩散;
↓最后,多子的扩散少子的漂移达到动态平衡

PN结的基本性质

PN结加正向电压导通:

外加的正向电压与内电场方向相反,扩散运动加剧,耗尽层变窄,由于外电源的作用加剧了扩散电流,PN结处于导通状态。
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PN结加反向电压截止:

外加的正向电压与内电场方向相同,漂移运动加强,耗尽层变宽,阻止扩散运动。由于电流很小,故可近似认为其截止
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当外加电压使PN结中P区的电位高于N区的电位,称为加正向电压,简称正偏;反之称为加反向电压,简称反偏

PN结具有单向导电性

  1. PN结加正向电压时,呈现低电阻,具有较大的正向扩散电流;
  2. PN结加反向电压时,呈现高电阻,具有很小的反向漂移电流。

PN结的反向击穿

当PN结的反向电压增加到一定数值时,反向电流突然快速增
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注:电击穿–可逆
热击穿–不可逆

PN结的电容效应

  1. 势垒电容
    PN结外加电压变化时,空间电荷区的宽度将发生变化,有电荷的积累和释放的过程与电容的充放电相同,其等效电容称为势垒电容CbC_{b}
  2. 扩散电容
    PN结外加的正向电压变化时,在扩散路程中载流子的浓度及其梯度均有变化,也有电荷的积累和释放的过程,其等效电容称为扩散电容CdC_{d}
  3. 结电容
    Cj=Cb+CdC_{j} = C_{b} + C_{d}
    注:结电容不是常量!若PN结外加电压频率高到一定程度,则失去单向导电性!

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