第二章-PN结二极管.ppt

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1、第二章PN结二极管2.1PN结的电流2.1.1定性描述2.1.2理想模型2.2理想PN结电流2.2.1少数载流子分布2.2.2理想PN结电流2.2.3温度效应和短二极管2.3交流小信号模型2.3.1扩散电阻2.3.2扩散电容2.3.3等效电路2.4产生-复合电流2.4.1反偏产生电流2.4.2正偏复合电流2.4.3总正偏电流2.5PN结的击穿*2.5.1击穿机制2.5.2击穿电流和电压2.6二极管瞬态*2.6.1关瞬态2.6.2开瞬态2.7隧道二极管*2.1PN结电流2.1.1定性描述P区N区

2、

3、

4、

5、

6、

7、

8、

9、P区N区

10、

11、

12、

13、

14、

15、

16、+Va-EcEvEFiEFEcEvEFiEFpEFn注：势垒高度降低促进电子和空穴扩散形成电子电流和空穴电流（b）正向偏压（a）平衡态2.1.2理想模型P区N区

17、

18、

19、

20、

21、

22、

23、+Va-EcEvEFiEFpEFn1、耗尽层突变近似—耗尽层以外地方为平衡半导体

24、2、非简并假设—载流子统计采用麦克斯韦-玻尔兹曼近似3、小注入条件—过剩载流子浓度远小于多数载流子4、串联假设—PN结内电流处处相等5、忽略耗尽区内的产生-复合作用—耗尽区内电子电流和空穴电流恒定2.2理想PN结电流2.2.1少数载流子分布EcEvEFiEFpEFnP区N区P区边缘：空间电荷区：N区边缘：（1）边界条件2.2.1少数载流子分布（2）P区少子分布EcEvEFiEFpEFnP区N区P区（空间电荷区外侧）：双极输运方程2.2.1少数载流子分布（3）N区少子分布EcEvEFiEFpEFnP区N区N区（空间电荷

25、区外侧）：双极输运方程2.2.2理想PN结电流（1）理想电流电子电流：P区N区P区N区空穴电流：总电流：2.2.2理想PN结电流（2）伏-安特性P区N区+Va-VI正向导通反向截止02.2.2理想PN结电流（3）物理学小结npnp空间电荷区P区N区（a）载流子分布（b）电流分布2.2.3温度效应和短二极管（a）温度效应（b）短二极管PN2.3交流小信号模型2.3.1扩散电阻VI0P区N区+V0-2.3.2扩散电容P区N区+V0-P区N区2.3.3等效电路（a）小信号导纳:P区N区（b）等效电路:2.4产生-复合电

26、流2.4.1反偏产生电流内建电场N区P区2.4.2正偏复合电流空间电荷区N区P区相对复合率空间电荷区相对距离2.4.3总正偏电流总电流理想电流JD（斜率=1）PN复合复合电流JD（斜率=1/2）2.5PN结的击穿2.5.1击穿机制势垒12341’2’3’4’（1）齐纳击穿（2）雪崩击穿2.5.2击穿电流和电压VI正向导通反向截止击穿饱和隧道击穿雪崩击穿（1）击穿电流（2）击穿电压