[电路笔记PN结和二极管]

一、器件原理

1.对PN结

1&＃xff09;P区参杂3价元素&＃xff0c;因此多数载流子为空穴&＃xff0c;P(Positive:正)&＃xff1b;N 区掺杂5价元素&＃xff0c;因此多数载流子为电子&＃xff0c;N(Negative:负)&＃xff1b;

2&＃xff09; 因为P区和N区的正负离子浓度差&＃xff0c;产生扩散运动&＃xff08;所有由浓度差引起的空穴和自由电子的运动&＃xff09;&＃xff0c;形成空间电荷区&＃xff0c;P区一侧为内电场负(低电位&＃xff09;&＃xff0c;N区一侧为内电场正(高电位&＃xff09;&＃xff0c;恰好减弱了扩散&＃xff0c;最终达到平衡&＃xff1b;

3&＃xff09;因为内电场&＃xff08;空间电荷区/耗尽层&＃xff09;的作用&＃xff0c;P区的少子向N区移动&＃xff0c;N区的少子向P区移动&＃xff0c;即漂移运动&＃xff08;所有由内电场引起的空穴和自由电子的运动&＃xff09;&＃xff1b;大部分空间电荷区内自由电子和空穴都很少&＃xff0c;又称耗尽层&＃xff0c;所以耗尽层内是缺少了电子或空穴的离子&＃xff1b;

4&＃xff09;正向偏置时&＃xff1a; 空间电荷区被削弱&＃xff0c;扩散加剧&＃xff0c;漂移减弱&＃xff0c;在电源作用下源源不断进行&＃xff0c;形成电流&＃xff1b;

5&＃xff09;反向偏置时&＃xff1a; 空间电荷区被加强&＃xff0c;扩散减弱&＃xff0c;漂移加强&＃xff0c;形成反向电流&＃xff0c;因为少子很少&＃xff0c;通常忽略不计&＃xff1b;

6&＃xff09;齐纳击穿&＃xff1a;当高掺杂时&＃xff0c;不大的电压即可形成很大的内电场&＃xff0c;内电场打破共价键&＃xff0c;使电子脱离&＃xff0c;致使电流急剧增大&＃xff1b;

7&＃xff09;雪崩击穿&＃xff1a;当低掺杂时&＃xff0c;反向偏置耗尽层较宽&＃xff0c;不会产生齐纳击穿&＃xff0c;电压增大到一定数值&＃xff0c;少子漂移速度加快&＃xff0c;与共价键碰撞产生其他价电子&＃xff0c;载流子雪崩式倍增&＃xff1b; 

8&＃xff09;势垒电容&＃xff1a;当PN结外加电压变化时&＃xff0c;空间电荷区的宽度随之变化&＃xff0c;等效为电容器的充放电&＃xff0c;是变容二极管&＃xff08;反向偏置&＃xff09;工作原理&＃xff1b; 

9&＃xff09;扩散电容&＃xff1a;当PN结外加电压&＃xff08;正向电压&＃xff09;变化时&＃xff0c;非平衡少子的数目随之变化&＃xff0c;等效为电容器的充放电&＃xff1b;

10)结电容&＃xff1a;势垒电容和扩散电容的和。 

2、二极管

1&＃xff09;齐纳二极管就是稳压二极管&＃xff0c;稳压二极管的稳压值也就是齐纳电压&＃xff0c;在反向动态电压下具有动态电阻&＃xff0c;动态电阻粗略的同电流成反比

2&＃xff09;隧道二极管又称江崎二极管&＃xff0c;下面是一张典型的I/V图像&＃xff0c;很有意思&＃xff0c;A-B区域的负阻特性可用于放大电路&＃xff1a;

优点&＃xff1a;工作速度快&＃xff1b; 缺点&＃xff1a;难用。。。