基础电子技术课件 1.2 PN结

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半导体PN结_图文

n=5×1016/cm3 3 本征硅的原子浓度: 4.96×1022/cm3 以上三个浓度基本上依次相差106/cm3 。
21
1.1.3 半导体载流子的运动
漂移运动：两种载流子（电子和空穴）在
电场的作用下产生的定向运动。
两种载流子运动产生的电流方向一致。
空穴
电流I
. 。。。
.
∙
电子
电场作用下的漂移运动
因五价杂质原子中只有四个价电子能与周围四个半导体原子中的价电子形成共价键，而多余的一个价电子因无共价键束缚而很容易被激发而成为自由电子。
在N型半导体中自由电子是多数载流子,它主要由杂质原子提供；空穴是少数载流子, 由热激发形成。
提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为正离子，因此五价杂质原子也称为施主杂质。
按电容的定义:
即电压变化将引起电荷变化, 从而反映出电容效应。而ＰＮ结两端加上电压, ＰＮ结内就有电荷的变
化, 说明ＰＮ结具有电容效应。 PN结具有的电容效应，由两方面的因素决定。一是势垒电容CB 二是扩散电容CD
40
1) 势垒电容CT
势垒电容是由阻挡层内空间电荷引起的。空间电荷区是由不能移动的正负杂质离子所形成的,均具有一定的电荷量, 所以在ＰＮ结储存了一定的电荷, 当外加电压使阻挡层变宽时, 电荷量增加；反之, 外加电压使阻挡层变窄时, 电荷量减少。即阻挡层中的电荷量随外加电压变化而改变, 形成了电容效应, 称为势垒电容,用 CT表示。
如果外加电压使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； P区的电位低于N区的电位，称为加反向电压，简称反偏。
30
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。

第二讲模拟电子技术基础PN结

PN结无论是本征半导体，还是单一杂质半导体是不能构成电子器件的。

只有将两种杂质半导体进行有机结合，才能制造出电子器件。

采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体基片上，在它们的交界面将形成PN结。

PN结具有单向导电性。

它是构成电子器件的最小结构。

在半导体器件和集成电路中具有重要的作用。

1.2 PN结及其单向导电性1.2.1 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P型半导体和N型半导体。

P型半导体和N型半导体的交界面形成一个特殊的薄层，称为PN结。

NP+++---+++++++++++++-------------PN结（1）PN结形成的物理过程：交界面两侧载流子存在浓度差空穴和电子在交界面产生复合多子浓度骤然下降不移动带电离子形成空间电荷区耗尽层、PN 结多子的扩散运动N 区的电子（多子）向P 区扩散P 区的空穴（多子）→N 区空间电荷区（PN 结）PN耗尽层内电场+_PN 结内：N 区失去电子→显正电性P 区得到电子→显负电性在空间电荷区内形成了N 区→P 区的电场，称为内电场1.2 PN结及其单向导电性（2）PN结内存在两种载流子的运动：空间电荷区形成内电场促进少子漂移运动阻止多子扩散运动形成PN 结宽度相对稳定②少子的漂移运动：N 区的空穴→P 区P 区的电子→N 区空间电荷区变窄空间电荷区加宽①多子的扩散运动：N 区的电子→P 区P 区的空穴→N 区扩散和漂移达到动态平衡1.2 PN结及其单向导电性NP ++++++++++++++++----------------E 多子的扩散运动浓度差少子的漂移运动内电场越强，漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。

扩散的结果使空间电荷区变宽。

RUN P ++++++++++++++++----------------U φUi D++__1.2.2PN 结的单向导电性（1）PN结加正向电压（正偏）：P 区接电源正极，N 区接负极外电场与内电场方向相反外电场削弱内电场耗尽层变窄破坏PN 结动态平衡扩散运动＞漂移运动多子扩散形成较大的正向电流PN结呈现低阻导通状态1.2 PN结及其单向导电性RUU i RU φN P ++++++++++++++++----------------++__（2）PN结加反向电压（反偏）：P 区接负电源，N 区接正外电场与内电场方向相同外电场加强内电场耗尽层变宽破坏PN 结动态平衡漂移运动＞扩散运动少子漂移形成极小的电流PN结呈现高阻截止状态1.2 PN结及其单向导电性1.2 PN结及其单向导电性PN结加反向电压时，具有很小的反向漂移电流，呈现高电阻，PN结截止。

二极管及应用—PN结的形成及特性(电子技术课件)

3.PN结的电容效应
耗尽层
所以当PN结两端电压发生改变时，PN结上有一个微弱的电容效应，相当于在单向导电的PN结上并联了一个很小的电容。
3.PN结的电容效应
耗尽层
这个电容叫PN结的结电容。
2.耗尽层
P型半导体空穴自由电子 N型半导体
空间电荷区——在交界面因扩散运动形成的这个特殊的带异性电荷的区域叫做空间电荷区，也称为耗尽层。
3.内电场
内电场方向
P型半导体空穴自由电子 N型半导体
因扩散作用形成的空间电荷区，会产生一个由P区指向N区的内电场。多子（空穴和自由电子）扩散进入到空间电荷区后，受到的电场力如图所示。
2.N型半导体的形成
加入+5价元素
+5
自由电子
带正电的杂质离子
最外层的5个电子与周围四个半导体原子形成共价键时，多出一个电子，从而会产生一个自由电子和一个带正电的杂质离子。
这样的掺杂半导体中，自由电子的数量就会大大高于空穴的数量，使导电能力增强，这种半导体称为N型半导体。
2.N型半导体的形成
加入+3价元素
+3
带正电的空穴
杂质原子中的空位，容易吸引周边原子最外层电子的填补
带负电杂，从而形成一个带负质离子电的杂质离子和一个
带正电的空穴。
这样的掺杂半导体中，空穴的数量就会大大高于自由电子的数量，使导电能力增强，这种半导体称为P型半导体。
1.P型半导体的形成
加入+3价元素
+3
带正电的空穴
2.PN结的反向连接空间电荷区在外电场的作用下，会被进一步拉宽（变宽）
2.PN结的反向连接
由于空间电荷区中没有能自由移动的电荷，所以呈现绝缘体的特性，此时的PN结不导电，回路中电流几乎为零。

《半导体PN结》PPT课件

本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。
温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半
导体的导电能力越强，温度是影响半导体性
能的一个重要的外部因素，这是半导体的一
大特点。
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总结
西安电子科技大学计算机学院吴自力 2012--2
本征激发：在室温或光照下价电子获得足够能键中留
因无共价键束缚而很容易被激发而成为自由电子。
在N型半导体中自由电子是多数载流子,它主要由杂质原子提供；空穴是少数载流子, 由热激发形成。
提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为正离子，因此五价杂质原精选子课件也ppt称为施主杂质。
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N 型半导体
而空穴的迁移相当于
+4
+4
正电荷的移动，因此
可以认为空穴是载流
子。
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西安电子科技大学计算机学院吴自力 2012--2
自由电子的定向运动形成了电子电流，空穴的定向运动也可形成空穴电流，它们的方向相反。
空穴的运动 = 相邻共价键中的价电子反向依次填补空穴位来实现的
本征半导体中电流由两部分组成： 1. 自由电子移动产生的电流。 2. 空穴移动产生的电流。
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§1.1 半导体的基本知识
1.1.1 本征半导体 1）导体、半导体和绝缘体
根据物体导电能力(电阻率)的不同，来划分导体、绝缘体和半导体。
导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。
绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。
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第一章pn结

I0

A
qDp pn0 Lp

qDn
n
0 p
Ln

V kT ln( I 1) q I0
p-n结正向电流随外加电压呈指数关系上升。
对于不同材料、不同掺杂浓度的p-n结，I0值可能会相
差很大。定义:当p-n结(单位面积)的正向电流达到0.1mA时所对应的外加正向电压为该p-n结的正向阈值电压，或称门
•理论与实验结果的偏离 •势垒复合电流 •大注入效应 p-n结直流特性的理论分析
17
§1.2 p-n结的直流特性
二、反向p-n结
1 反向p-n结的能带与势垒
2 p-n结的反向抽取作用与准费米能级
3 反向p-n结边界少子浓度及两侧少子浓度分布
4 p-n结的反向扩散电流
5 势垒产生电流
6 表面漏电流三、温度对p-n结电流、电压的影响
x'
Δp(x)
qv
pn0(e kT
x
1 )e Lp
Lnxp xn Lp
00
x
qv
x'
Δn(x') n0p(e kT 1 )e Ln
pn(x)
qv
pn0(e kT
x
1 )e Lp

pn0
qv
x'
np(x') n0p(e kT 1 )e Ln n0p
28
正向p-n结电流成分转换
流子的数量
pp xp nn xn eqVD V kT pn xn np xp
25
4 正向p-n结电流-电压公式
非平衡少子浓度分布公式电流成分的转换正向电流公式正向阈值电压关于正向电流公式的讨论

PN结(1.2)

在同一块半导体基片的两边分别形成P 型和N 型半导体，则交界面就形成PN 结。

PN 结是绝大部分半导体器件的基础。

当((a d N P N N ≈区杂质浓度）区杂质浓度）时，称对称结；当((a d N P N N ≠区杂质浓度）区杂质浓度）时，称非对称结。

如a d N N >，则用P N +表示；如a d N N <，则用PN +表示1.2.1动态平衡下的PN 结 1、PN 结的形成P 区的空穴（多子）浓度>>N 区的空穴（少子）浓度，∴P 区的空穴向N 区扩散，与N 区的自由电子（多子）复合。

同样N 区的自由电子也向P 区扩散，与P 区的空穴复合。

这样在P 区留下杂质负离子，在N 区留下杂质正离子，就在交界面两侧形成了由数目相等符号相反的杂质离子构成的空间电荷区----PN 结。

空间电荷区产生的电场叫内电场E ，方向N →P.内电场的作用：阻挡多子的扩散，推动少子的漂移。

开始时，空间电荷区很薄，E 很小，扩散电流D I >漂移电流T I ,使空间电荷区变厚，E 变大，使D I ↓，T I ↑，最终使D T I I =，扩散和漂移达到动态平衡，总电流( 通过PN 结的净电流)为零。

2、内建电位差B V ------内电场产生的电位差2lna dB T i N N V V n ⋅≈ 式中 T kTV q=为热电压，室温（T=300K ）时，26T V mV =. Si ：0.50.7B V V = , Ge ：0.20.3B V V = 3、空间电荷区的其它名称阻挡层（阻挡多子扩散）P (a ) 多数载流子的扩散运动N(b ) 平衡时阻挡层形成自建场势垒区4、空间电荷区宽度设PN 结的截面积为S ,P 区一侧的空间电荷区宽度为Xp, N 区一侧的空间电荷区宽度为Xn ，因为两边电荷量的绝对值相等，所以p a n d q S X N q S X N ⋅⋅⋅=⋅⋅⋅ ∴n ap dX N X N =。

第2章_PN结

22
2、耗尽区
空间电荷区
耗尽近似：假设空
P
xp
电位电子的电势能
FP
N
内建电场
xn
间电荷区内的载流子完
空间电荷完全由电离杂质提供。这时空间电荷
0
q 0
全扩散掉，即完全耗尽，
区又可称为“耗尽区”。 E
qVFN ED
EC Ei EF E EiV EV
EC
能带能带
23
设P型和N型侧的耗尽层宽度分别为xp和xn, 整个空间电荷层宽度表示为W=x n +x p 耗尽层宽度与扩散电势差有关，具体的计算分情况讨论（了解）对于P+N突变结
27
正向偏压PN结中费密能级的变化图中的电子准费米能级如何随位置变化的？
28
PN结的反向特性反向PN结
P区接负，N区接正外加电场与内建电场方向相同空间电荷区中的电场增强反向电压使：势垒区宽度变宽势垒高度变高 0 qV0D↑q(VD+VR)
破坏扩散漂移运动平衡漂移运动强于扩散运动
W =xn

20 1/2 qN D
空间电荷区的自建电场强度是非均匀电场，电场强度是x的函数
24
2.2 加偏压的PN结
2.2.1 PN结的单向导电性 2.2.2 少数载流子的注入与输运
25
2.2.1 PN结的单向导电性
非平衡PN结

处于一定偏置状态下的 PN结称为非平衡PN结
当PN结两端加正向偏压VF，即P区接电源的正极，N区接电源的负极，称为正向PN结。反之，当PN结两端加反向偏压VR则称反向PN结。
p n x n p n x n p n 0

第二章-PN结

＝(x)x P(x)p(x)qP) 离开空间电荷区边界随着距离的增加注入的非平衡
少子浓度越来越小（e指数减少），电流密度也越来越小。
EF
反偏压-V R 使得PN结N型中性区的费米能级相对于P型中性区的降低qV R 。扩散区费米能级的梯度小于零，因此会有反向电流产生。由于空间电荷区电场的抽
取作用，在扩散区载流子很少，P(x)p(x)qP 很小，因此虽然有很大的
氧化工艺： 1957年人们发现硅表面的二氧化硅层具有阻止杂质向硅内扩散的作用。这一发现直接导致了硅平面工艺技术的出现。在集成电路中二氧化硅薄膜的作用主要有以下五条：（1）对杂质扩散的掩蔽作用；（2）作为MOS器件的绝缘栅材料；（3）器件表面钝化作用；（4）集成电路中的隔离介质和绝缘介质；（5）集成电路中电容器元件的绝缘介质。硅表面二氧化硅薄膜的生长方法：热氧化和化学气相沉积方法。
扩散工艺：由于热运动，任何物质都有一种从浓度高处向浓度低处运动，使其趋于均匀的趋势，这种现象称为扩散。
常用扩散工艺：液态源扩散、片状源扩散、固-固扩散、双温区锑扩散。
液态源扩散工艺：使保护气体（如氮气）通过含有扩散杂质的液态源，从而携带杂质蒸汽进入高温扩散炉中。在高温下杂质蒸汽分解，在硅片四周形成饱和蒸汽压，杂质原子通过硅片表面向内部扩散。
P Si N Si
金属
N+
（j） P-N 结制作完成
引言
突变结与线性缓变结
NaNd NaNd
Na
xj 0
x -Nd
（a）突变结近似（实线）的窄扩散结（虚线）图 2.2
-ax
xj 0
x
（b）线性缓变结近似（实线）的深扩散结（虚线）

PN结及单向导电性PPT课件

动越强，而漂移使空间电荷区变薄。
P 型半导体
内电场 N 型半导体
－－－－－－ + + + + + + －－－－－－ + + + + + + －－－－－－ + + + + + + 动画－－－－－－ + + + + + +
浓度差形成空间电荷区
多子的扩散运动
扩散的结果使空间电荷区变宽。
最新课件
磷原子
在N 型半导体中自由电子
是多数载流子，空穴是少数
载流子。
最新课件
8
1.1.2 N型半导体和 P 型半导体
Si
Si
BS–i
Si
硼原子接受一个电子变为负离子
动画掺入三价元素空穴掺杂后空穴数目大量
增加，空穴导电成为这种半导体的主要导电方式，称为空穴半导体或 P型半导体。在 P 型半导体中空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。
最新课件第六章分立元器件基本电路
3
本征半导体的结构特点
现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。
Ge
Si
最新课件第六章分立元器件基本电路
4
1.1.1 本征半导体
完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。
价电子
Si
Si
共价健
Si
Si
晶体中原子的排列方式
（a. 电子电流、b.空穴电流）
最新课件
10
1.1.3 PN结的形成
载流子的两种运动——扩散运动和漂移运动扩散运动：电中性的半导体中，载流子从浓

pn结(ppt文档)

尽近似），再利用泊松方程
d dx KS0
求得ξ
与 x的关系。再利用

dV dx
求解V与x的
关系。
5、pn结的势垒高度qVbi
平衡pn结的空间电荷区两端间的电势差Vbi称pn结的接触电势或内建电势差。相应的电子电势能之差，即能
带的弯曲量qVbi称为pn结的势垒高度。
练习：已知pn突变结的两边掺杂浓度分别为NA， ND，求解内建电势差Vbi。
定量的静电关系式
• VA=0条件下的突变结
根据耗尽近似：
qNA
qND
0
xp x 0
0 x xn
x xp 或 x xn
根据泊松方程：
qNA
d
dx
KS0 qND KS0
0
xp x 0
0 x xn
x xp 或 x xn
解得：
dV (x)
dx

qN A
KS0
(xp

x)

qND KS0
( xn

x)
解得：
V (x)
qN A 2KS0
(xp

x)2
Vbi

qND 2KS0
( xn

x)2
xp x 0
0 x xn
xp x 0
0 x xn
利用：
N A xp N D xn
EFP EFn qVA
8、pn结势垒区载流子分布
证明：
qVbi qV ( x)
n x nn0e kT
qVbi
np0 nn0e kT

模电课件02第一章PN节

新的工作机制
未来可能会发现新的PN节工作机制，从而彻底改变目前PN节的工作方式，提高其性能。
05 结论
本章总结
PN节是半导体物理中的一个基本概念，它描述了半导体中电子
和空穴的分布情况。
PN节是半导体器件的基本组成部分，如二极管、晶体管等。
本章介绍了PN节的定义、特性以及在半导体器件中的应用，有助
PN节的作用
PN节是半导体器件中的重要组成部分，如二极管、晶体管等。
在晶体管中，PN结起到放大信号的作用，能够放大微弱的电信号。
在二极管中，PN结起到整流的作用，能够控制电流的方向和大小。
PN节的特性
PN结具有单向导电性，即电流只能从P型半导体流向N型半导
体，反之则不能。
PN结具有电容效应，即PN结能够存储电荷，产生电场和电位差。
模电课件02第一章pn节
目录
• PN节的概述 • PN节的原理 • PN节的应用 • PN节的挑战与展望 • 结论
01 PN节的概述
PN节的定义
PN节是半导体器件中的基本结构，由P型和N型半导体材料结合而成，通常在同一块半导体材料上形成PN结。
PN节的形成是由于半导体材料中空穴和电子的浓度差异，当P型和N型半导体接触时，由于浓度差，空穴和电子会向对方扩散，形成空间电荷区，进而形成PN 结。
PN结具有击穿特性，当PN结的反向电压超过一定值时，会发生雪崩击穿现象，电流急剧增加。
02 PN节的原理
半导体材料的特性
半导体材料具有导电性，介于导体和绝缘体之间。
半导体材料的电阻率可以通过掺杂等手段进行调节。
半导体材料中存在自由电子和空穴，它们在一定条件下可以移动，形成电流。

模电课件PN结的形成及特点

模电课件：pn结的形成及特点
目录
• 引言 • pn结的形成 • pn结的特性 • pn结的应用 • 结论
01 引言
主题简介
pn结的形成
当P型半导体和N型半导体紧密接触时，由于电子和空穴的扩散作用，会在接触面形成一个特殊的区域，即 pn结。
pn结的特点
具有整流特性，即正向导通、反向截止，此外还具有电容效应和击穿特性。
能带
半导体的能带分为导带、价带和禁带，禁带宽度较小。
pn结的形成过程
01
02
03
04
掺杂
在半导体中掺入不同性质的杂质，形成n型或p型半导体。
电场
在n型和p型半导体之间形成电场。
载流子
在pn结附近，由于电场的作用，n型半导体的电子和p型半导体的空穴会向对方扩散。
平衡状态
当电子和空穴在对方区域内达到平衡状态时，pn结就形成
了。
03 pn结的特性
正向偏置下的pn结
01
02
03
04
正向偏置下的pn结具有低阻抗特性，电流可以顺利通过。
正向偏置下，pn结的电压降较小，约为0.7v左右。
正向偏置时，pn结的电流随电压的增加而线性增加。
正向偏置下，pn结的功率损耗较小，适用于低功耗应用。
反向偏置下的pn结
01
05 结论
本章重点回顾
PN结的形成
PN结的应用
PN结是由P型半导体和N型半导体在一定条件下接触形成的，其中P型半导体中的多数载流子是空穴，N型半导体中的多数载流子是电子。
PN结是电子器件中非常重要的元件，广泛应用于二极管、晶体管等电子器件中，用于实现电子信号的放大、整流、检波等功能。

第2讲二极管

二、符号三、主要参数 1、稳定电压UZ：稳压管在正常工作下管子两端的电压（有一定分散性：有一个范围如UZ=5V，约 4.7V~5.3V）
2、稳定电流IZ：
稳压管工作时的参数电流数值。
3、动态电阻r z=UZ/IZ
稳压管两端电压的变化量与电流变化量的比值。（反向特性愈陡，工作电流愈大，rz愈小，稳压性能愈好） 4、最大耗散功率（额定功耗）PZM：管子不致发生热击穿的最大功率损耗 PZM= UZ IZmax 5、电压温度系数CTU：说明稳压值受温度影响的系数。（一般： 6V左右的稳压管，温度稳定性较好；低于 6V，负温度系数；高于6V，正温度系数）
Cj rj rs
若不限流将因过热而产生永久性损坏——热击穿。
1.2.3 二极管的主要参数
一、最大平均整流电流IF(IOM)：是管子长期运行允许通过的最大正向平均电流，由PN结面积及散热条件决定。二、最大反向工作电压UR ： UR=UBR/2（UBR：反向击穿电压）三、反向峰值电流IRM：二极管加最高反向工作电压时的反向电流，受温度影响较大四、结电容Cj （零偏压下Cj=CD+CB<5P）最高工作频率（由CD及CB决定）反向恢复时间tre
1.2..4 应用举例：二极管应用范围很广,主要都是利用它的单向导电性,可用作整流、检波、元件保护及用作开关元件。
例1: 如图1,输入端A的电位UA=+3V, B的电位 UB=0V,求输出端F的电位UF。
A B DB DA F
R
解：UA＞UB，DA优先导通 -9V UF = UA－ UDA =3-0.7=2.3V 图1 DA导通后，DB反偏而截止。这里：DA起钳位作用，把F的电位钳位在2.3V； DB起隔离作用，把输入端B和输出端F隔离开来

模拟电子技术基础-第1章 1.2 PN结的形成与特点

PN结变窄 P
空间电荷层中的电荷量减少
+
+
+ +
N
U+U (U>0)
上页下页后退
模拟电子技术基础
b. 当PN结正向偏置电压降低时
PN结变宽
空间电荷层中的电荷量增大
+++
+++
P
+++ +++
N
U-U (U>0)
PN结的偏置电压能使空间电荷层中电荷量发生变化。这种电容效应用势垒电容CB表征。
- - - - - -+ + + +++
P
N
上页下页后退
模拟电子技术基础
在浓度差的作用下，空穴从 P区向N区扩散
- - - - - -+ ++ +++
- - - - - -+ ++ +++
- - - - - -+ ++ +++
- - - - - -+ ++ +++
- - - - - -+ ++ +++
E内
N
R
上页下页后退
模拟电子技术基础
P
PN结变窄 N
- - - - - - + ++ +++
- - - - - - + ++ +++

劳动版第四版电子技术基础优秀课件

符号：应用：常用于可见光接收、红外光接收及光电转换的自动控制、
报警、计数等设备。
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3、变容二极管
作用： PN结电容随反向电压的变化而变化工作电压：反向电压
符号：
应用：变容二极管常用在高频电路中。例如：用在高频收音机的自动频率控制电路中，通过改变其反向偏置电压来自动调节本机振荡频率。用在电视机电调谐高频头的调谐电路中，通过改变反向偏置电压来选择电视频道。
结论：
PN结加正向电压导通，加反向电压截止，这就是PN结的“单向导电性”
பைடு நூலகம்
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§1-2 半导体二极管
一、二极管的结构、符号和分类二、二极管的伏安特性三、二极管的主要参数四、二极管的识别与检测五、其他二极管
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一、二极管的结构、符号和分类
劳动版(第四版)电子技术基础优秀课件
二、PN结及其单向导电性
1、PN结把P型半导体和N型半导体用特殊的工艺使其结
合在一起，就会在交界处形成一个特殊薄层，该薄层称为“PN结”。
PN结
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2、PN结的单向导电性
动画
（1）PN结加正向电压，PN结导通。（2）PN结加反向电压，PN结截止。
解：图a)：设B点为参考点，假设断开二极管V，因 UE=6V，UF=0V，二极管正极的电
位大于负极的电位，所以，二极管正偏导通，UAB=6V。
图b)：设B点为参考点，假设断开二极管V，因UE=6V，UF=0V，二极管负极的电
位大于正极的电位，二极管反偏截止，通过二极管的电流为零，所以UAB=UR=0V。

第二讲 PN结和二极管

Βιβλιοθήκη 图1.1.13 扩散电容示意图
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结
本节主要介绍了以下基本内容：本节主要介绍了以下基本内容： PN结形成扩散、复合、空间电荷区（结形成： PN结形成：扩散、复合、空间电荷区（耗尽势垒区、阻挡层、内建电场）、）、动态平衡层、势垒区、阻挡层、内建电场）、动态平衡 PN结的单向导电性正偏导通、结的单向导电性： PN结的单向导电性：正偏导通、反偏截止 PN结的特性曲线结的特性曲线： PN结的特性曲线：正向特性：死区电压、导通电压正向特性：死区电压、反向特性：反向饱和电流、反向特性：反向饱和电流、温度影响大击穿特性：电击穿（雪崩击穿、齐纳击穿）、击穿特性：电击穿（雪崩击穿、齐纳击穿）、热击穿（不可逆，造成器件损坏）热击穿（不可逆，造成器件损坏） PN结的电容效应势垒电容、结的电容效应： PN结的电容效应：势垒电容、扩散电容 Back Home
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反向击穿分为雪崩击穿和齐纳击穿两种类型。反向击穿分为雪崩击穿和齐纳击穿两种类型。雪崩击穿：当反向电压增加时，雪崩击穿：当反向电压增加时，空间电荷区的电场随之增强，使通过空间电荷区的电子和空穴获得的能量增大，增强，使通过空间电荷区的电子和空穴获得的能量增大，当它们与晶体中的原子发生碰撞时，当它们与晶体中的原子发生碰撞时，足够大的能量将导致碰撞电离。而新产生的电子-空穴对在电场的作用下空穴对在电场的作用下，碰撞电离。而新产生的电子空穴对在电场的作用下，同样会与晶体中的原子发生碰撞电离，再产生新的电子-空穴对空穴对，会与晶体中的原子发生碰撞电离，再产生新的电子空穴对，形成载流子的倍增效应当反向电压增加到一定数值时，倍增效应。形成载流子的倍增效应。当反向电压增加到一定数值时，这种情况就象发生雪崩一样，载流子增加得多而快，这种情况就象发生雪崩一样，载流子增加得多而快，使反向电流急剧增加，于是导致了PN结的雪崩击穿结的雪崩击穿。向电流急剧增加，于是导致了结的雪崩击穿。齐纳击穿：齐纳击穿的机理与雪崩击穿不同。齐纳击穿：齐纳击穿的机理与雪崩击穿不同。在较高的反向电压作用下，空间电荷区的电场变成强电场，反向电压作用下，空间电荷区的电场变成强电场，有足够的能力破坏共价键，的能力破坏共价键，使束缚在共价键中的电子挣脱束缚而形成电子-空穴对造成载流子数目的急剧增加，空穴对，形成电子空穴对，造成载流子数目的急剧增加，从而导致结的齐纳击穿。了PN结的齐纳击穿。结的齐纳击穿