1PN結——單向導電特性2

PN結——伏安特性3PN結——電容特性PN結及晶體二極管的特性

PN結的形成2.2PN結和晶體管VDI反向特性正向特性擊穿特性PN結伏安特性：電流隨電壓變化的非線性電阻特性伏庫特性：電容隨電壓變化的非線性電容特性

當外加電壓發生變化時，空間電荷的寬度要相應地隨之改變，即存儲的電荷量要隨之變化，如同電容充放電。二極管的兩極之間有電容，它由兩部分組成：

3PN結——電容特性勢壘電容CB

擴散電容CD平行板電容——平行板寬度是一定的PN結電容——空間電荷的寬度隨外加電壓要相應地隨之改變A勢壘電容CBUPN++++++++空間電荷層a.當PN結正向偏置電壓升高時PN結變窄空間電荷層中的電荷量減少U+U(U>0)PN++++空間電荷不能移動，空間電荷的減少是由于電子和空穴中和空間電荷層中的帶電離子。正向偏置電壓升高——部分電子和空穴“存入”空間電荷區b.當PN結正向偏置電壓降低時PN結變寬空間電荷層中的電荷量增大U-U(U>0)PN++++++++++++反向偏置電壓升高——部分電子和空穴從空間電荷區“取出”勢壘電容CBPN結交界處兩端電壓改變時，會引起積累在PN結的空間電荷濃度發生改變，這類似于電容的充放電現象，從而顯示出PN結的電容效應，稱為勢壘電容。勢壘電容的充電過程：結論：正偏V加大→空間電荷區變窄→極板距離減小→CB↑反偏V加大→空間電荷區變寬→極板距離增大→CB↓PN++++++++++++B擴散電容CD非平衡少子的積累PN++++............................................

擴散區的電荷量隨外電壓的變化而產生的電容效應。

PN結正偏時，由N區擴散到P區的電子（非平衡少子），堆積在P區內緊靠PN結的附近，到遠離交界面處，形成一定的濃度梯度分布曲線。電壓增大，正向（擴散）電流增大。

PN結正偏時，由N區擴散到P區的電子（非平衡少子），堆積在P區內緊靠PN結的附近，到遠離交界面處，形成一定的濃度梯度分布曲線。電壓增大，正向（擴散）電流增大。擴散電容示意圖△U變化時，P區積累的非平衡少子濃度分布圖ΔU>03ΔU=0ΔU<021x電子濃度321PN++++............................................PN結正向偏置電壓越高，積累的非平衡少子越多。這種電容效應用擴散電容CD表征。PN++++............................................小結：Cj

=CD+CB

PN結的結電容Cj當PN結正偏時：當PN結反偏時：勢壘電容和擴散電容均是非線性電容。變容二極管的符號及C-U特性曲線符號20240608010004681012uDCC-U特性曲線變容二極管及其應用示例諧振頻率：式中高頻放大器LC1DCR+––+V+UDu12.2.3金屬與半導體的接觸（1）金屬和半導體的功函數(EF)mEoWm金屬中的電子勢井Eo

表示真空中靜止電子能量。金屬功函數定義：Wm=Eo-(EF)mWm：表示一個起始能量等于費米能級的電子，由金屬內部逸出到真空中所需要的最小能量。其大小表示電子在金屬中束縛的強弱，并與表面狀態有關。半導體的功函數：為電子的親和能，它表示要使半導體導帶底部的電子逸出體外所需要的最小能量。半導體的功函數：

Ws=Eo-(EF)s(EF)sEvEcsWsEo（2）整流接觸SWmWS(EF)m(EF)snmEo

Wm>

Ws

接觸前(EF)s高于(EF)m，(EF)s-(EF)m=Wm-Ws半導體的電勢高于金屬電勢→能帶靠近金屬一側向上彎曲

接觸后n半導體EF－－－－金屬空間電荷區Wm-SWm-WS=qVD(EF)s高于(EF)m→

半導體中電子向金屬流動→金屬（-）半導體（+）→(EF)s和(EF)m統一接觸性電勢差VD=(Wm–WS)/q金屬—半導體接觸：能帶向上彎曲，形成表面勢壘，是高阻區域，稱n型阻擋層處于平衡態的阻擋層中沒有凈電流通過。

Wm>

Wsn型阻擋層n半導體EF－－－－金屬空間電荷區Wm-SWm-WS=qVDWm<WsN型反阻擋層（很薄）S-WmWS-WmEFn半導體金屬V=0整流理論（阻擋層）：n正向偏置：金屬（+）半導體(-

)→電子容易由半導體流入金屬N逆向偏置：金屬（-）半導體（+）→電子從半導體流入金屬困難正向偏置下，由金屬流向半導體的電子電流一定；因電位降低而增加，由半導體流向金屬的電子電流因電位降低而增加。故有金屬→半導體電流。逆向偏置下，由金屬流向半導體的電子電流一定；半導體流向金屬的電子電流因電位增加而降低，故有半導體→金屬反向電流（恒定）。+－VDI反向特性正向特性金屬半導體接觸I-U特性類似于pn結的伏安特性肖特基二極管利用金屬—半導體整流接觸特性制成的二極管稱為肖特基二極管。不同：1反向電流產生機制不同：肖特基二極管為多數載流子工作pn接面二極管為少數載流子工作