PDF《问题：1. 什么是本征半导体？本征激》

29 PN 结反向偏置: - - - - + + + + 内电场 变厚 N P + _ 内电场被被加强,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. R E 外电场 2005-4-8 北京航空航天大学202教研室

30 1.2.2.2 伏安特性 伏安特性指流过二极管的电流与二极管两端电压之间 的关系式或曲线. 二极管理想伏安特性可用PN结的电流方程来表示: )

1 (exp ? = T D s D V v I i 式中:iD 表示流过二极管的电流;

vD 表示二极管两端的电压,正向偏置为正;

Is 表示反向饱和电流(硅:10-9~10-15 A). 2005-4-8 北京航空航天大学202教研室

31 二极管的伏安特性曲线: U I 死区电压 硅管 0.6V,锗管0.2V. 导通压降: 硅管0.6~0.8V, 锗管 0.2~0.3V. 反向击穿 电压VBR 2005-4-8 北京航空航天大学202教研室

32 1.2.2.3 二极管的电阻 直流等效电阻 RD: D D D I V R = 交流(动态)电阻 rd: d d Q D D d i v dv di r

2 2 ) (

1 ≈ = ? D T Q D D d I V dv di r ≈ = ?1 ) ( 2005-4-8 北京航空航天大学202教研室

33 1.2.2.4 二极管的交流小信号模型 2005-4-8 北京航空航天大学202教研室

34 实际二极管的照片1: 2005-4-8 北京航空航天大学202教研室

35 实际二极管的照片2: 2005-4-8 北京航空航天大学202教研室

36 实际二极管的照片3: 2005-4-8 北京航空航天大学202教研室

37 1.2.3 PN结的反向击穿特性与高稳定性埋层齐纳稳压管 2005-4-8 北京航空航天大学202教研室

38 稳压二极管 U I IZ IZmax ΔUZ ΔIZ 稳压 误差 曲线越陡, 电压越稳 定. + - UZ 动态电阻: Z Z I U Z r Δ Δ = rz越小,稳压 性能越好. 2005-4-8 北京航空航天大学202教研室

39 Izmin为稳压管DZ的最小允许电流,Izmax为最大允许电流, 输入电压vI在VImin~VImax变化时,要使DZ正常工作,则限流 电阻R必须满足下列关系: max max max Im L Z Z L Z ax R V I R V V R + ? >

① 在VImax和Ilmin时,IZ应不超过最大允许电流Izmax: min min min Im L Z Z L Z in R V I R V V R + ? <

② 在VImin和Ilmax时,IZ应不低于最小允许电流Izmin: max max Im Z L Z Z ax I R V R V V <

? ? min min Im Z L Z Z in I R V R V V >

? ? 2005-4-8 北京航空航天大学202教研室

40 齐纳击穿与雪崩击穿: 齐纳击穿:掺杂浓度很高(例如ND=NA=1018/cm3)的PN结 很薄,例如宽度只有0.04μm,只要对PN结加上 不大的反向电压,就可以产生很强的电场,例如 反压4V,场强可达106V/cm.强电场可将耗尽区 内原子共价键中的电子拉出,自由电子和空穴成 对产生,反向电流剧增.齐纳击穿电压较低. 雪崩击穿:掺杂浓度较低的PN结较厚,在较大的反向电压时 形成漂移电流的少子在耗尽区内获得加速,动能 越来越大,在反向电压大到漂移少子的动能足以 撞击出耗尽区内原子的共价键电子,产生自由电子 和空穴,新生电子又撞击出其他自由电子,反向 电流剧增.雪崩击穿电压较高(>

6V). 2005-4-8 北京航空航天大学202教研室

41 埋层齐纳击穿稳压管: 齐纳管被掩埋在顶层硅晶体下面,噪声很小,温度稳定性很高 2005-4-8 北京航空航天大学202教研室

42 (5)最大允许功耗 max Z Z ZM I V P = 稳压二极管的参数: (1)稳定电压 VZ (2)电压温度系数 αU(%/℃) 稳压值受温度变化影响的的系数. (3)动态电阻 Z Z I V Z r Δ Δ = (4)稳定电流IZ 、最大、最小稳定电流Izmax、Izmin. 2005-4-8 北京航空航天大学202教研室

43 1.2.4 PN结的结电容特性与变容二极管 PN结电容CJ包括势垒电容CT和扩散电容CD 即:CJ=CT+CD 1.2.4.1 势垒电容CT D D T v Q dv dQ C Δ Δ ≈ = 反偏电压变化引起耗尽区厚度变化,从而引起 PN结中的电荷量变化,这种电容效应称为势垒电容. 式中:CT 表示势垒电容数值;