第1章半导体二极管及其应用电路 合 。中标。”。会。想。由中中一中 一、 PN结中载流子的运动 D N 1.扩散运动 电子和空穴 ⊕ ⊕ 浓度差形成多数 ⊕田⊕ 载流子的扩散运 ⊕ 动。 2.扩散运动 耗尽层 空简电荷区 N 形成空间电荷区 PN结，耗 尽层。 ⊕ ⊕⊕ ⊕ ④④⊕
第1章 半导体二极管及其应用电路 一、 PN 结中载流子的运动 耗尽层 P 空间电荷区 N 1. 扩散运动 2. 扩散运动 形成空间电荷区 电子 和空穴 浓 度差形 成多数 载 流子的 扩散运 动。 —— PN 结，耗 尽层。 P N
第1章半导体二极管及其应用电路 中●。●。●●金●●●●●。● 3.空间电荷区产生内电场 空间电荷区正负离子之间电位差U一 电压势垒； 内电场；内电场阻止多子的扩散一阻挡层。 4.漂移运动 阻挡层 空间电荷区一 内电场有利 N 于少子运动一漂 ⊕ 移。 少子的运动 与多子运动方向 ④④④ 相反。 内电场
第1章 半导体二极管及其应用电路 3. 空间电荷区产生内电场 P 空间电荷区 N 内电场 UD 空间电荷区正负离子之间电位差 UD —— 电压势垒； —— 内电场；内电场阻止多子的扩散—— 阻挡层。 4. 漂移运动 内电场有利 于少子运动—漂 移。 少子的运动 与多子运动方向 相反。 阻挡层
第1章半导体二极管及其应用电路 。中”。中。”会。想。中。中一中 5.扩散与漂移的动态平衡 扩散运动使空间电荷区增大，扩散电流逐渐减小： 随着内电场的增强，漂移运动逐渐增加； 当扩散电流与漂移电流相等时，PN结总的电流 等于零，空间电荷区的宽度达到稳定。即扩散运动与 漂移运动达到动态平衡。 空间电荷区的宽度约为几至几十微米； 电压势垒UD,硅材料约为(0.6~0.8)V, 锗材料约为(0.2~0.3)V
第1章 半导体二极管及其应用电路 5. 扩散与漂移的动态平衡 扩散运动使空间电荷区增大，扩散电流逐渐减小； 随着内电场的增强，漂移运动逐渐增加； 当扩散电流与漂移电流相等时，PN结总的电流 空间电荷区的宽度约为几至几十微米； 等于零，空间电荷区的宽度达到稳定。即扩散运动与 漂移运动达到动态平衡。 电压势垒 UD，硅材料约为(0.6 ~ 0.8) V, 锗材料约为(0.2 ~ 0.3) V
第1章半导体二极管及其应用电路 合 总结：在一块本征半导体在两侧通过扩散不 同的杂质，分别形成N型半导体和P型半导体。 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，多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡
第1章 半导体二极管及其应用电路 总结: 在一块本征半导体在两侧通过扩散不 同的杂质,分别形成N型半导体和P型半导体。 因浓度差 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,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。 多子的扩散运动→ 由杂质离子形成空间电荷区
第1章半导体二极管及其应用电路 1.2.2PN结的单向导电性 空间电荷区变窄，有利 1.PN外加正向电压 于扩散运动，电路中有 较大的正向电流。 又称正向偏置，简称正偏。 P 空间电荷区 ⊕⊙ ④④ ò⊕ ①①④① 内电场方向 外电场方向
第1章 半导体二极管及其应用电路 1.2.2 PN结的单向导电性 1. PN 外加正向电压 又称正向偏置，简称正偏。 外电场方向 内电场方向 空间电荷区 I 空间电荷区变窄，有利 于扩散运动，电路中有 较大的正向电流。 P N U R