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
2.2.1 PN结的形成图 2.2.1 PN结的形成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。此时将在
N型半导体和 P型半导体的结合面上形成如下物理过程,
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 。
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 。
多子的扩散运动? 由 杂质离子形成空间电荷区
2.2.2 PN结的单向导电性当外加电压使 PN结中 P区的电位高于 N区的电位，称为加 正向电压,简称 正偏 ；反之 称为加 反向电压,简称 反偏 。
(1) PN结加正向电压时
PN结加正向电压时的导电情况
低电阻
大的正向扩散电流
i D / mA
1,0
0,5
– 0,5– 1,0 0,50 1,0? D /V
PN结的伏安特性
i D / mA
1,0
0,5
– 0,5– 1,0 0,50 1,0? D /V
PN结的伏安特性
2.2.2 PN结的单向导电性当外加电压使 PN结中 P区的电位高于 N区的电位，称为加 正向电压,简称 正偏 ；反之 称为加 反向电压,简称 反偏 。
(2) PN结加反向电压时
PN结加反向电压时的导电情况
高电阻
很小的反向漂移电流在一定的温度条件下，由本征激发决定的少子浓度是一定的，故少子形成的漂移电流是恒定的，基本上与所加反向电压的大小无关，
这个电流也称为 反向饱和电流 。
i D = – I S
––
PN结加正向电压时，呈现低电阻，
具有较大的正向扩散电流；
PN结加反向电压时，呈现高电阻，
具有很小的反向漂移电流。
由此可以得出结论,PN结具有单向导电性。
2.2.2 PN结的单向导电性
(3) PN结 V- I 特性表达式其中
i D / mA
1,0
0,5
– 0,5– 1,0 0,50 1,0? D /V
PN结的伏安特性
i D = – I S
0
)1( /SD D TVveIi
IS —— 反向饱和电流
VT —— 温度的电压当量且在常温下（ T=300K）
V026.0 qkTV T
mV 26?
2.2.3 PN结的反向击穿当 PN结的反向电压增加到一定数值时，反向电流突然快速增加，
此现象称为 PN结的 反向击穿。
i
D
O
V
BR
D
热击穿 —— 不可逆雪崩击穿齐纳击穿 电击穿 —— 可逆
2.2.4 PN结的电容效应
(1) 势垒电容 CB
势垒电容示意图
2.2.4 PN结的电容效应
(2) 扩散电容 CD
扩散电容示意图
{end}