PN結的單向導電特性35課件_第1頁
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文檔簡介

PN結的單向導電特性1、PN結一塊單晶半導體中，一部分摻有微量三價元素形成P型半導體，另一部分摻有微量五價元素形成N型半導體，P型半導體和N型半導體的交界面附近的過渡區稱PN結。PN結有同質結和異質結兩種，用同一種半導體材料制成的PN結叫同質結，由禁帶寬度不同的兩種半導體材料制成的PN結叫異質結。制造PN結的方法有合金法、擴散法、離子注入法和外延生長法等。制造異質結通常采用外延生長法。2、PN結的工作原理采用不同的摻雜工藝,將P型半導體與N型半導體制作在同一塊硅片上,在它們的交界面就形成空間電荷區稱PN結，PN結具有單向導電性。2、PN結的工作原理在PN結上外加一電壓，如果P型一邊接正極，N型一邊接負極，電流便從P型一邊流向N型一邊，空穴和電子都向界面運動，使空間電荷區變窄，甚至消失，電流可以順利通過。如果N型一邊接外加電壓的正極，P型一邊接負極，則空穴和電子都向遠離界面的方向運動，使空間電荷區變寬，電流不能流，這就是PN結的單向導性。2、PN結的工作原理PN結加反向電壓時，空間電荷區變寬，區中電場增強。反向電壓增大到一定程度時，反向電流將突然增大。如果外電路不能限制電流，則電流會大到將PN結燒毀。反向電流突然增大時的電壓稱擊穿電壓。基本的擊穿機構有兩種，即隧道擊穿和雪崩擊穿。PN結加反向電壓時，空間電荷區中的正負電荷構成一個電容性的器件。它的電容量隨外加電壓改變。3、PN結特性的實際應用根據PN結的材料、摻雜分布、幾何結構和偏置條件的不同，利用其基本特性可以制造多種功能的晶體二極管。如利用PN結單向導電性可以制作整流二極管、檢波二極管和開關二極管；利用擊穿特性制作穩壓二極管和雪崩二極管;利用高摻雜PN結隧道效應制作隧道二極管;利用結電容隨外電壓變化效應制作變容二極管。3、PN結特性的實際應用使半導體的光電效應與PN結相結合還可以制作多種光電器件。如利用前向偏置異質結的載流子注入與復合可以制造半導體激光二極管與半導體發光二極管；利用光輻射對PN結反向電流的調制作用可以制成光電探測器；利用光生伏特效應可制成太陽電池。此外，利用兩個PN結之間的相互作用可以產生放大，振蕩

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