[電路筆記------PN結和二極管]

一、器件原理

1.對PN結

1)P區參雜3價元素,因此多數載流子爲空穴,P(Positive:正);N 區摻雜5價元素,因此多數載流子爲電子,N(Negative:負);

2) 因爲正負離子濃度差,產生擴散運動,形成空間電荷區,P區一側爲內電場負(低電位),N區一側爲內電場正(高電位),恰好阻止了擴散

3)因爲內電場的作用,P區的少子向N區移動,N區的少子向P區移動,即漂移運動;大部分空間電荷區內自由電子和空穴都很少,又稱耗盡層,所以耗盡層內是缺少了電子或空穴的離子;

4)正向偏置時: 內電場被削弱,擴散加劇,漂移減弱,在電源作用下源源不斷進行,形成電流;

5)反向偏置時: 內電場被加強,擴散減弱,漂移加強,形成反向電流,因爲少子很少,通常忽略不計;

6)齊納擊穿:當高摻雜時,不大的電壓即可形成很大的內電場,使電子脫離共價鍵,致使電流急劇增大;

7)雪崩擊穿:當低摻雜時,反向偏置耗盡層較寬,不會產生齊納擊穿,電壓增大到一定數值,少子漂移速度加快,與共價鍵碰撞產生其他價電子,載流子雪崩式倍增; 

8)勢壘電容:當PN結外加電壓變化時,空間電荷區的寬度隨之變化,等效爲電容器的充放電,是變容二極管反向偏置)工作原理; 

9)擴散電容:當PN結外加電壓(正向電壓)變化時,非平衡少子的數目隨之變化,等效爲電容器的充放電;

10)結電容:勢壘電容和擴散電容的和。 

2、二極管

1)齊納二極管就是穩壓二極管,穩壓二極管的穩壓值也就是齊納電壓,在反向動態電壓下具有動態電阻,動態電阻粗略的同電流成反比

2)隧道二極管又稱江崎二極管,下面是一張典型的I/V圖像,很有意思,A-B區域的負阻特性可用於放大電路:

優點:工作速度快; 缺點:難用。。。

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