26/132(续PN结的伏安特性三、结电流方程I = I,(eu/Ut -1)当加正向电压时:I ~IseU/UT当加反向电压时:I~-Is
26/132 ( 1) T S U U I I e 当加反向电压时: 当加正向电压时: (U>>UT ) T S U U I I e S I I 三、PN结的伏安特性(续) 结电流方程 I U
27四、PN结的反向击穿反向击穿:PN结上所加的反向电压达到某一数值时,反向电击穿是可逆。掺杂浓度流激增的现象。小的二极管容易发生。当反向电压增高时,少子获得能量高速运动,在雪崩击穿空间电荷区与原子发生碰撞,产生碰撞电离。形成连锁反应,象雪崩一样。使反向电流激增。当反向电压较大时,强电场直接从共价键中将电齐纳击穿子拉出来,形成大量载流子,使反向电流激增。不可逆击穿一热击穿。PN结的电流或电压较大,使PN结耗散功率超过极限值,使结温击穿是可逆。掺杂浓度升高,导致PN结过热而烧毁。大的二极管容易发生
27/132 四、PN结的反向击穿 反向击穿: PN结上所加的反向电压达到某一数值时,反向电 流激增的现象。 雪崩击穿 当反向电压增高时,少子获得能量高速运动,在 空间电荷区与原子发生碰撞,产生碰撞电离。形 成连锁反应,象雪崩一样。使反向电流激增。 齐纳击穿 当反向电压较大时,强电场直接从共价键中将电 子拉出来,形成大量载流子,使反向电流激增。 击穿是可逆。掺杂浓度 小的二极管容易发生。 击穿是可逆。掺杂浓度 大的二极管容易发生。 不可逆击穿 — 热击穿。PN结的电流或电压较大,使PN 结耗散功率超过极限值,使结温 升高,导致PN结过热而烧毁
28/五、PN结电容·势垒电容CB当外加电压不同时,耗尽层的电荷量随外加电压而增多或减少,与电容的充放电过程相同。耗尽层宽窄变化所等效的电容为势垒电容。NP++++1亚++++ee0ei0V北0+
28/132 五、PN结电容 势垒电容CB 当外加电压不同时,耗尽层的电荷量随外加电压而增 多或减少,与电容的充放电过程相同。耗尽层宽窄变化所 等效的电容为势垒电容
29/(续)五、PN结电容·扩散电容CD外加电压不同情况下,PR、N区少子浓度的分布将发生变化,扩散区内电荷的积累P与释放过程与电容充放电过N程相同,这种电容等效为扩OO-散电容。O-Pn·注意:势垒电容和扩散电np容均是非线性电容,并同时存在。外加电压变化缓慢时可以忽略,但是变化较快时X不容忽略
29/132 扩散电容是由多子扩散后,在PN结的另一侧面积累而 形成的。因PN结正偏时,由N区扩散到P区的电子,与外电 源提供的空穴相复合,形成正向电流。刚扩散过来的电子就 堆积在 P 区内紧靠PN结的附近,形成一定的多子浓度梯度 分布曲线。 五、PN结电容(续) •注意:势垒电容和扩散电 容均是非线性电容,并同时 存在。外加电压变化缓慢时 可以忽略,但是变化较快时 不容忽略。 扩散电容CD 外加电压不同情况下,P 、N区少子浓度的分布将发生 变化,扩散区内电荷的积累 与释放过程与电容充放电过 程相同,这种电容等效为扩 散电容
PN结的光电效应及电致发光六、P·PN结的电致发光如果在PN结加正偏电压E,外电场将消弱内建电场对载流子扩散的阻挡作用。在外加电场满足一定条件下,注入到耗尽区内的电子和空穴通过辐射复合而产生光子的速率将大于材料对光子的吸收速率,从而在半导体内产生光增益。DPE-可R
30/132 PN结的电致发光 如果在PN结加正偏电压E,外电场将消弱内建电场对 载流子扩散的阻挡作用。在外加电场满足一定条件下,注 入到耗尽区内的电子和空穴通过辐射复合而产生光子的速 率将大于材料对光子的吸收速率,从而在半导体内产生光 增益。 E D 六、PN结的光电效应及电致发光 P N