清苇大 三、PN猪的形成及其单向导电性 物质因浓度差而产生的运动称为扩散运动。气 体、液体、固体均有之。 P区空穴 空穴负离子 正离子 自由电子 N区自由电 浓度远高 ● 子浓度远高 于N区。 于P区。 oo ⊙，⊙⊙， P区 N区 扩散运动 扩散运动使靠近接触面P区的空穴浓度降低、靠近接触面 N区的自由电子浓度降低，产生内电场。 华成英hchya@tsinghua.edu.cn
华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 三、PN结的形成及其单向导电性 物质因浓度差而产生的运动称为扩散运动。气 体、液体、固体均有之。 扩散运动 P区空穴 浓度远高 于N区。 N区自由电 子浓度远高 于P区。 扩散运动使靠近接触面P区的空穴浓度降低、靠近接触面 N区的自由电子浓度降低，产生内电场
清華火兰 PN结的形成 由于扩散运动使P区与N区的交界面缺少多数载流子，形成内 电场，从而阻止扩散运动的进行。内电场使空穴从N区向P区、 自由电子从P区向N区运动。 空间电荷区 漂移运动 0 因电场作用所产 生的运动称为漂移 6 运动。 P区 N区 参与扩散运动和漂移运动的载流子数目相同，达到动态 平衡，就形成了PN结。 hchva@tsinghua.educ
华成英 hchya@tsinghua.edu.cn PN 结的形成 因电场作用所产 生的运动称为漂移 运动。 参与扩散运动和漂移运动的载流子数目相同，达到动态 平衡，就形成了PN结。 漂移运动 由于扩散运动使P区与N区的交界面缺少多数载流子，形成内 电场，从而阻止扩散运动的进行。内电场使空穴从N区向P区、 自由电子从P区向N 区运动
PN结的单向导电性 耗尽层 P区 N区 P区 耗尽层N区 日⊙.⊙a O⊕ ①④.①，田 9ojooo田o ®⊙ R日 ⊙④ ⊙ 田田⊕ ⊕ i ①田田田 opolo 田①田 ⊕ %oo⊙ ⊙⊕ 田田田⊕ 内电场 内电场 外电场 卜电场 U PN结加正向电压导通： 必要吗？ 电压截止： 耗尽层变窄，扩散运动加 耗尽层变宽，阻止扩散运 剧，由于外电源的作用，形 动，有利于漂移运动，形成漂 成扩散电流，PN结处于导通 移电流。由于电流很小，故可 状态。 近似认为其截止。 华成英hchya@tsinghua.edu.cn
华成英 hchya@tsinghua.edu.cn PN结加正向电压导通： 耗尽层变窄，扩散运动加 剧，由于外电源的作用，形 成扩散电流，PN结处于导通 状态。 PN结加反向电压截止： 耗尽层变宽，阻止扩散运 动，有利于漂移运动，形成漂 移电流。由于电流很小，故可 近似认为其截止。 PN 结的单向导电性 必要吗？
清華火当 四、 PN猪的电容致应 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C。 已.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C 结电容： Cj=Cp+Cd 结电容不是常量！若P结外加电压频率高到一定程 度，则失去单向导电性！ 成hchva@tsinghua.educ
清华大学 华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 四、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C 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C d。 结电容： CCC dbj 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！
清華大兰 问题 ·为什么将自然界导电性能中等的半导体材料制 成本征半导体，导电性能极差，又将其掺杂， 改善导电性能？ ·为什么半导体器件的温度稳定性差？是多子还 是少子是影响温度稳定性的主要因素？ ·为什么半导体器件有最高工作频率？ 图口 华成英hcya@tsinghua.edu.cn
华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 问题 • 为什么将自然界导电性能中等的半导体材料制 成本征半导体，导电性能极差，又将其掺杂， 改善导电性能？ • 为什么半导体器件的温度稳定性差？是多子还 是少子是影响温度稳定性的主要因素？ • 为什么半导体器件有最高工作频率？