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文檔簡介

PN

結

PN結：P型半導體和N型半導體的交界面處會形成一個很薄的具有特殊物理性質的薄層。PN結是構成半導體器件的基本單元。PN

結

一、PN結的形成P型和N型半導體的結合面處形成空穴和電子的濃度差，引起多子的擴散運動。P區的空穴會向N區擴散，并在N區被電子復合。而N區中的電子向P區擴散，并在P區被空穴復合。在交界面兩側形成由等量的受主負離子和施主正離子構成的空間電荷區，如圖所示。總結：1N型半導體：摻雜五價元素形成，自由電子是多子

P型半導體：摻雜三價元素形成，空穴是多子2摻雜顯著改變半導體內載流子的濃度，形成多子與少子。多子濃度近似為摻雜濃度，溫度變化對其影響很小；少子濃度主要由本征激發決定，摻雜使其濃度大大減小，但溫度變化時，少子濃度明顯變化。3半導體中存在兩種電流：飄移電流和擴散電流。PNPN空間電荷區內電場UB多子的擴散運動形成的內建電場多子擴散空間電荷區，內建電場和內建電位差的產生少子漂移動態平衡

空間電荷區內沒有載流子，也稱為耗盡區(層)。內電場對擴散有阻擋作用，又稱為阻擋區或勢壘區。

如果一邊摻雜濃度大(重摻雜)，一邊摻雜濃度小(輕摻雜)，則稱為不對稱結，用P+N或PN+表示(+號表示重摻雜區)。這時耗盡區主要伸向輕摻雜區一邊。NP+耗盡區PN+耗盡區二

PN結的單向導電特性耗盡區內電場UUB－U＋－RE1、PN結加正向電壓PN結正向偏置：使P區電位高于N區電位的接法，如圖耗盡層特點：擴散電流大于飄移電流，而形成電路中的正向電流。2、耗盡層變窄1、兩端電壓：UB-U3、多子濃度梯度增加，內建電場減弱2、PN結加反向電壓PN結反向偏置：使P區電位低于N區電位，如圖耗盡區特點：1、兩端的電位差：UB+U2、耗盡層加寬。3、多子的濃度梯度減少，內部電場加強漂移電流大于擴散電流，在電路中形成反向電流。3、PN結的單向導電性

正偏：UB很小，較小的正向電壓產生較大的正向電流，正向電流隨正向電壓的微小變化發生顯著變化。

反偏時，少子只能提供很小的反向電流，且基本不隨反向電壓而變化。三、PN結的擊穿特性擊穿：反向電壓足夠大時引起反向電流急劇增加的現象1、雪崩擊穿

反偏的PN結中，電場作用產生的高能少子碰撞中性原子的價電子產生電子空穴對。后者被電場加速而產生類似的碰撞激發，載流子劇增，反向電流急劇增大的現象。

高能少子：電場下的長距離運動，但長距離增加了碰撞的幾率，因此雪崩擊穿一般發生在輕摻雜的PN結中。

反向電壓在重摻雜的PN結中形成很強的電場。強電場將耗盡區內中性原子的價電子直接拉出共價鍵，產生大量電子、空穴對，從而使反向電流急劇增大的現象。對硅材料的PN結雪崩擊穿：UBR>7V齊納擊穿：UBR<5V

UBR介于5~7V時，兩種擊穿都有。2、齊納擊穿(場致擊穿)

四、PN結的電容特性PN結的電容效應：PN結存貯的電荷的特性。

PN結電容：勢壘電容和擴散電容。1、勢壘電容（類似平板電容）CT0為外加電壓u=0時的CT值，與PN結的結構、摻雜濃度等有關；UB

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