N结的形成及特性

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1、3.2PN结的形成及特性在同一片半导体基片上，分别制造P型半导体和N型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了PN结。－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半导体++++++++++++++++++++++++N型半导体一、动态平衡下的PN结VBPN空间电荷区PN结形成的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多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡，PN结形成。多子的扩散运动由杂质离子形成空间电荷区内电场内电场阻止多子扩散1、空间电荷区中没有载流子。2、空间电荷区中内电场阻碍P区的空穴、N区中的电子（都是多子）向对方运动（扩散运动）。3、P区中的电子

2、和N区中的空穴（都是少子），数量有限，因此由它们形成的电流很小。注意:二、PN结的单向导电性PN结加上正向电压、正向偏置的意思是：P区接电源正端、N区接电源的负端。PN结加上反向电压、反向偏置的意思是：P接电源的负端、N区接电源正端。－－－－++++RVF1.PN结正向偏置P区接“+”，N区接“-”内电场外电场变薄PN+_内电场被削弱，多子的扩散加强能够形成较大的扩散电流。IFPN结呈导通状态，电阻很小。2.PN结反向偏置N区接“+”，P区接“-”－－－－++++内电场外电场变厚NP+_内电场被加强，多子的扩散受抑制。少子漂移加强，但少子数量有限，只能形成较小的反向电流。RVRIRP

3、N结呈截止状态，只有反向饱和电流流过，电阻很大。PN结具有单向导电性由此得出结论：PN结具有单向导电性。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。PN结的单向导电性—演示3.PN结的伏安特性曲线指数函数i/mA30201024-i/uAv/V00.51.01.51020Is其中Is为反向饱和电流，VT=kT/q，称为热电压，为k为玻耳兹曼常数，T为热力学温度，q为电子的电量，常温下，T＝300K时，vT=26mv4.PN结的击穿特性当PN结的反向电压增加到一定数值时，PN结的反向电流将随反向电压的增加急剧增大，此现

4、象称为PN结的反向击穿。用表示。雪崩击穿齐纳击穿(Zener译音)，4.PN结的击穿特性雪崩击穿：随着反向电压增大，电场也增大，电子和空穴在强电场加速下获得很大的动能，与硅原子相撞时，使价电子脱离共价键的束缚，产生新的电子空穴对，新的电子空穴对又产生碰撞，又产生新的电子空穴对，这种连锁反应使载流子数目增加，从而电流增加。击穿电压>6V齐纳击穿(Zener译音)，又称隧道击穿：杂质浓度很高时，PN结的阻挡层很薄，虽然反向电压只有几伏，但电场强度确很大，强电场可把共价键中的电子拉出，新产生的电子空穴使PN结反向电流激增。击穿电压<6V击穿并不意味着PN结烧坏。势垒电容：因电荷存储在势垒区

5、得名。5、PN结的电容特性势垒电容：PN结耗尽层中缺乏载流子，电阻率高，相当于一绝缘介质，它的两侧为P区和N区，其导电率较高，相当于电容器的金属板，耗尽层中存在的不能移动的正负离子相当于存储的电荷，当外加电压改变时，电荷量也改变，即外加反向电压时，电荷量增加；外加正向电压时，电荷量减少，这些现象跟电容的作用类似。因电荷存储在势垒区而得名。扩散电容：载流子扩散引起得电容。5、PN结的电容特性PN结电容：正偏以扩散电容为主反偏以势垒电容为主变容二极管：利用势垒电容制成，工作在反偏状态。多子扩散运动时，在PN结的N区一侧有空穴的积累，而P区一侧有电子的积累，同样外加正向电压增大时，积累的电

6、子空穴增多；减少时，电子空穴的积累也减少，这一性质用扩散电容CD来描述。P+-N小结通过载流子的两种运动形式——漂移和扩散达到动态平衡和稳定的空间电荷区的建立过程，正确理解它最基本和最重要的特点——单向导电性。PN结和二极管的单向导电性是构成几乎所有半导体器件的基础。PN结由P型半导体和N型半导体有机结合形成。