21/132PN结的接触电位差二、1,内电场ε的建立,使PN结中产生了电位差,从而形成接触电位U。接触电位U.决定于材料及掺杂浓度?硅: U.=0.6~0.7 V锗: U=0.2~0.3 V's
21/132 U 内电场的建立,使PN结中产生 了电位差 ,从而形成接触电位U。 接触电位U决定于材料及掺杂浓度 二、PN结的接触电位差 硅: U=0.6~0.7 V 锗: U=0.2~0.3 V
22/132三、PN结的伏安特性1.PN结加正向电压时的导电情况P区的电位高于N区的电位,称为加正向电压,简称正偏原理:外电场方向与PN外十结内电场方向相反,削弱了内电场。于是内电场对多子扩内散运动的阻碍减弱,扩散电流加大。F元扩散电流远大于漂移电流,可忽略漂移电流的结论:影响。PN结正偏时,呈现低阻性
22/132 三、PN结的伏安特性 1. PN结加正向电压时的导电情况 原理:外电场方向与PN 结内电场方向相反,削弱 了内电场。 于是内电场对多子扩 散运动的阻碍减弱,扩散 电流加大。 扩散电流远大于漂移 电流,可忽略漂移电流的 影响。 P区的电位高于N区的电位,称为加正向电压,简称正偏; 内 外 结论: PN结正偏时,呈现低阻性
23/132(续)PN结的伏安特性三、12.PN结加反向电压时的导电情况P区的电位低于N区的电位,称为加反向电压,简称反偏外原理:外电场与PN结内电场方向相同,增强内电场。内电场对多子扩散运动阻碍增强,扩散电流大大减内小。少子在内电场的作用下州形成的漂移电流加大。ER此时PN结区少子漂移电流大于扩散电流,可忽略扩结论:散电流。PN结反偏时,呈现高阻性,近似为截止状态
23/132 2. PN结加反向电压时的导电情况 原理:外电场与PN结内电场 方向相同,增强内电场。 内电场对多子扩散运动 阻碍增强,扩散电流大大减 小。少子在内电场的作用下 形成的漂移电流加大。 此时PN结区少子漂移电 流大于扩散电流,可忽略扩 散电流。 P区的电位低于N区的电位,称为加反向电压,简称反偏。 内 外 三、PN结的伏安特性(续) 结论: PN结反偏时,呈现高阻性, 近似为截止状态
24/132(续)PN结的伏安特性三、小结: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,呈叫现高电阻,具有很小的反向3R漂移电流。结论是:PN结具有单向导电性。问题:有必要加电阻R吗?
24/132 结论是:PN结具有单向导 电性。 小结: 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。 三、PN结的伏安特性(续) 问题:有必要 加电阻R吗?
25/132(续)PN结的伏安特性三、3.PN结电流方程由半导体物理可推出:I = Is(eu/Ut-1PN结两端的电压与流过PN结电流的关系式式中 I.→饱和电流;U_=kTlq→等效电压k→波尔兹曼常数;q为电子的电量;T=300k(室温)时U_=26mv
25/132 PN结两端的电压与 流过PN结电流的关系式 式中 Is 饱和电流; UT = kT/q 等效电压 k 波尔兹曼常数;q为电子的电量; T=300k(室温)时 UT= 26mv 由半导体物理可推出: ( 1) T S U U I I e 三、PN结的伏安特性(续) 3. PN结电流方程