22PN结的形成及特性 221PN结的形成 222PN结的单向导电性* 223PN结的反向击穿 224PN结的电容效应
11 2.2 PN结的形成及特性 2.2.1 PN结的形成 2.2.2 PN结的单向导电性 * 2.2.3 PN结的反向击穿 2.2.4 PN结的电容效应
221PN结的形成 载流子的扩散运动浓度差产生的载流子移动 运动 漂移运动在电场作用下,载流子的移动 P区 内电场N区 P型 N型 形成过程可分成步(动画) 9d⊕1浓度差多子的扩散运动 ⊕⊕⊕|2.扩散空间电荷区→内电场 G.内电场少子的漂移运动 →阻止多子的扩散 4、扩散与漂移达到动态平衡 扩散:空穴 电子 ▲ 漂移:电子 ←空穴
12 2.2.1 PN结的形成 1. 浓度差→多子的扩散运动 2. 扩散→空间电荷区→内电场 3. 内电场→少子的漂移运动 →阻止多子的扩散 4、扩散与漂移达到动态平衡 载流子的 运动： 扩散运动——浓度差产生的载流子移动 漂移运动——在电场作用下，载流子的移动 P区 N区 扩散：空穴 电子 漂移：电子 空穴 P 型 N 型 形成过程可分成4步 (动画) 内电场
对于P型半导体和N型半导体结合面,离子薄层形 成的空间电荷区称为PN结。 在空间电荷区,由于缺少多子,所以也称耗尽层。 因浓度PN结形成的物理过程: 多子的扩散运动→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 扩散>漂移 是 否↓ 最后多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡
13 PN结形成的物理过程： 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→ 杂质离子形成空间电荷区 对于P型半导体和N型半导体结合面，离子薄层形 成的空间电荷区称为PN结。 在空间电荷区，由于缺少多子，所以也称耗尽层。 扩散 > 漂移 否 是 宽
222PN结的单向导电性 只有在外加电压时才.扩散与漂移的动态平衡将 定义:加正向电压,简称正偏 加反向电压,简称反偏 =|++ |++千 =|++ R E R E 扩散>漂移 ·漂移>扩散 大的正向扩散电流〔多子)·很小的反向漂移电流(少子) 低电阻→正向导通 ·高电阻→反向截止
14 2.2.2 PN结的单向导电性 只有在外加电压时才… 扩散与漂移的动态平衡将… 定义：加正向电压，简称正偏 加反向电压，简称反偏 • 扩散 > 漂移 • 大的正向扩散电流（多子） • 低电阻 → 正向导通 • 漂移 > 扩散 • 很小的反向漂移电流（少子） • 高电阻 → 反向截止
2.2N结的单向导电性 陡峭→电阻小 正向导通 PN结特性描述 1、PN结的伏安特性 2、PN结方程 非线性 D 其中 反向饱和电流 0.5 Vr—温度的电压当量 且在常温下(T=300K) 1.0 0.5 1.0 T =0.026V=26m 定的温度条件下,由本征激发近似正向:, 特性平坦→反向截止 决定的少子浓度是一定的 估算反向: ln≈ 15
15 2.2.2 PN结的单向导电性 PN结特性描述 2、PN结方程 iD/mA 1.0 0.5 –1.0 –0.5 0 0.5 1.0 D/V PN结的伏安特性 iD/mA 1.0 0.5 iD=–IS –1.0 –0.5 0 0.5 1.0 D/V 陡峭→电阻小 正向导通 1、PN结的伏安特性 特性平坦→反向截止 一 定的温度条件下，由本征激发 决定的少子浓度是一定的 非线性 其中 ( 1) / D S D = − v VT i I e IS ——反向饱和电流 VT ——温度的电压当量 且在常温下（T=300K） = = 0.026V q kT VT = 26 mV 近似 估算 正向： VT v i I e / D S D 反向： D S i −I