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笔记·模拟电子技术基础-第二章

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三、 PN结的伏安特性

3.1 PN结的伏安曲线

        基于此,能够得到PN结的伏安特性曲线,反向电压时电流较小,当反向电压过大时PN结被击穿,因此出现骤升的电流。正向电压较小时,电流也较小,随着电压的逐渐升高,电流呈指数上升。


3.2 PN结的电流方程

        电流方程为一个指数方程,

其中,Ut是一个温度相关的量,将温度转为电压,当温度为室温时,其值为26mV。U为PN结的电压。Si做基材的PN结,在U为0.6~0.7V时,PN结导通。Is为反向饱和电流。


3.3 PN结的正向特性

        存在死区,死区的大小由基材决定。Si做基材时,死区为0.6V~0.7V。Ge做基材时,死区为0.2V~0.3V。


3.4 PN结的反向特性

        反向电流Is,Ge做基材时,反向电流大于Si做基材时的反向电流。


        反向击穿,当反向电压到达一定幅值,即反向击穿PN结,使得电流急剧上升。


        (1)雪崩击穿


         PN结掺杂浓度低时,PN结宽度在外加电场作用加不断加长,形成一个类似于粒子加速器的区域,自动电子撞击共价键,使得更多自由电子的出现。


        温度越高,雪崩击穿需要的电压越高。


        (2)齐纳击穿


        PN结掺杂浓度高时,宽度虽然不大,但是电场强度较大,直接从共价键中将价电子拉出。


         温度越高,齐纳击穿需要的电压越低。(温度越高,价电子越容易拉出来)


        反向击穿后,PN结电流导致了其温度升高,导致PN结烧毁。当反向击穿时温度不高,并马上恢复正常状态时,PN结还能使用。


3.5 掺杂浓度与反向击穿电压的影响

        掺杂浓度越低,反向击穿电压越高;掺杂浓度越高,反向击穿电压越低。通过不同掺杂浓度,控制器反向击穿电压。


四、PN结的电容效应

4.1 电容

        电容反应电量与电压的关系,当两端的电压发生变化时,其电荷量也发生变化。


        在相同的电压范围内,电容值的不同,代表着,电容能够储存的电荷量不同。


4.2 势垒电容 (反向电压)

        势垒电容不是线性的,随着反向电压的增加,其P区N区的电荷量逐渐增大,与电容的概念相同。

4.3 扩散电容 (正向电压)

        当施加的正向电压发生变化时,其两端的电荷量也会随之发生改变,这种性质称为电容。由非平衡少子和电压之间的关系构成的。


        如图所示,2为在1的基础上增大电压,P区少子 浓度增大,3为在1的基础上减小电压,P区少子浓度减小。因此在电压升高时,电荷量增大,电压降低时,电荷量减少。这就是扩散电容。

原文链接:https://blog.csdn.net/qq_41305281/article/details/125381226



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沙发
tpgf| | 2022-11-1 09:05 | 只看该作者
多子与少子的运动以及电流的形成  我一直都不能理解他们之间的关系

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板凳
aoyi| | 2022-11-1 09:36 | 只看该作者
PN结的电容效应限制了二极管三极管的最高工作效率,PN结的电容效应将导致反向时交流信号可以部分通过PN结,频率越高则通过越多

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地板
nawu| | 2022-11-1 10:12 | 只看该作者
PN结正向偏置的特点是外电场与内电场极性相反。正向导通电压小,电流增大。若不加限流电阻则有可能损坏PN结。

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5
zljiu| | 2022-11-1 10:25 | 只看该作者
从PN结的形成原理可以看出,要想让PN结导通形成电流,必须消除其空间电荷区的内部电场的阻力。

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6
gwsan| | 2022-11-1 10:45 | 只看该作者
pn结的这个电容效应的产生机理是什么呢

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7
tfqi| | 2022-11-1 11:27 | 只看该作者
反向击穿分为电击穿和热击穿,电击穿包括雪崩击穿和齐纳击穿。pn结热击穿后电流很大,电压又很高,消耗在结上的功率很大,容易使pn结发热,把pn结烧毁。热击穿是不可逆的。

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8
Jacquetry| | 2022-11-4 20:31 | 只看该作者
PN结的电容效应将导致反向时交流信号可以部分通过PN结,频率越高则通过越多

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