【模电学习】半导体——N与P（2）
PN结：
载流子在PN节中的运动
1、多子：扩散运动——在浓度梯度的作用下运动，形成势垒（耗尽层/阻挡层），此空间电荷区即为PN节，最终阻止扩散运动的进一步进行
2、少子：漂移运动——势垒之于少子的效果恰好相反，故少子会产生漂移运动，但及其微弱，漂移运动是确保扩散运动持续进行（即便有势垒，扩散运动依旧微弱地进行）的情况下不至于将所有载流子耗尽，二者产生一个动态平衡（至于为什么二者实质上都是在消耗，却能达到所谓动态平衡，个人的解释是少子的形成实质 上是成双成对的，是“无穷尽的”，少子一旦减少就可以再生成，这点需要验证）
电压作用于PN结：
1、正向电压/反向电压：电源正极接P极，负极接N极为正向电压，反之则为反向电压
2、外电压作用：
正向电压对扩散运动：外加电场削弱势垒，削弱到一定程度时通过载流子数出现激增，扩散运动得以恢复，电流迅速增大（这就是为什么二极管需要加限流电阻，将这一电流限定在U/I）
正向电压对漂移运动：对此运动起到抑制作用
反向电压对扩散运动：加强壁垒，进一步抑制扩散运动；
反向电压对漂移运动：加强漂移运动，但由于其由少子产生，电流为微安级，及其微弱，对于温度敏感
PN结的伏安特性：
正向特性：
其中UT室温下为26mV，U为PN结上所加电压，对于Ge导通电压0.2-0.3V，对于Si导通电压0.6-0.7V
反向特性：
雪崩击穿（掺杂浓度低）：反向电压进一步加大，对于壁垒的增强进一步加大，这意味着PN结中少子的漂移行程加长，漂移运动增强，漂移运动在一定强度下撞击其他非自由电子，如此产生类似链式反应的情况，最终结果为电流达到一个极高的数值，从而致使温度升高，产生雪崩击穿，击穿电压呈正温度系数，高温高压，强度取决于电场强度（加速行程）
齐纳击穿（掺杂浓度高）：在P，N中掺杂相对大量的杂质（heavy doping），使得PN结的区域变得极窄，在电压作用下PN结内电场再增强，直接将电子由晶格中脱离出来，产生齐纳击穿，击穿电压成负温度系数，高温低压
热击穿：不可逆的击穿效应
通过控制掺杂浓度控制反向击穿特性
击穿的应用：小电压变化下大电流变化（稳压特性）
PN结的电容效应：
势垒电容：通过改变耗尽层的可变电容
PN结为其集成化创造了可能
2021/1/7 17:49
SZ
