第8章pn结二极管课件.ppt

8.2 pn结的小信号模型 等效电路 扩散电阻 扩散电容 势垒电容 电中性的p区与n区内的阻值 * 8.2 pn结的小信号模型 * 8.3产生复合电流 反偏产生电流JR 空间电荷区内： * 8.3产生复合电流 正偏复合电流： n区注入p区的电子和从p区注入n区的空穴在势垒区内复合了一部分，形成复合电流。 * 8.3产生复合电流 总正偏电流 * 8.3产生复合电流 J小时复合主导 J大时扩散主导 一般状况下，二极管的电流电压关系： n为理想因子。 正偏电压较大：n≈1 正偏电压较小：n≈2 过渡区内：1n2 * 8.4结击穿 齐纳击穿和雪崩击穿 * 8.4结击穿 电流倍增 Mn为倍增因子 * 8.4结击穿 低浓度雪崩，高浓度隧穿 * 8.6隧道二极管 * 8.6隧道二极管 EFn EFp EFn EFp EFn EFp EFn EFp EFn EFp * 8.6隧道二极管 * 小结 pn结二极管在外加电压不为零时，结内电荷流动的定性描述；正偏与反偏条件下的能带图；过剩少子的产生； 理想二极管中的电流电压关系的推导方法及其温度效应。 短二极管。 Pn结的小信号模型、等效电路。 产生复合电流。 结击穿 * END * 第8章pn结二极管 8.1 pn结电流　　　8.1.1定性描述 * 8.1 pn结电流　理想电流电压关系 * 8.1 pn结电流　理想电流电压关系 理想假设 1、耗尽层突变近似。空间电荷区的边界存在突变，且耗尽区以外的半导体区域是电中性的。 2、载流子统计分布复合麦克斯韦-玻尔兹曼近似。 3、复合小注入条件。 4(a) 、pn结内的电流值处处相等。 4(b)、 pn结内的电子电流与空穴电流分别为连续函数。 4(c)、耗尽区内的电子电流与空穴电流为恒定值。 * 8.1 pn结电流　理想电流电压关系 计算流过p-n结电流密度的步骤： 1、根据费米能级计算耗尽区边界处注入的过剩少子浓度。 2、以边界处注入的过剩少子浓度作为边界条件，求解扩散区中载流子连续性方程——双极输运方程。得到过剩载流子分布表达式。 3、将过剩少子浓度分布带入扩散电流方程得到扩散电流密度。 4 、将两种载流子扩散电流密度相加，得到理想p-n结电流电压方程。 * 8.1 pn结电流　理想电流电压关系 1、边界条件 * 边界条件的确定 p区内： p区内少子电子浓度： n区内少子空穴浓度： * 8.1 pn结电流　理想电流电压关系 * 8.1 pn结电流　理想电流电压关系 2、少数载流子分布——解双极输运方程 小注入n型半导体双极输运方程： 当xxn时， E=0，且令g‘=0，pn结处于稳态。 * 8.1 pn结电流　理想电流电压关系 * 8.1 pn结电流　理想电流电压关系 3、理想pn结电流 Xn处少子空穴扩散电流密度： -Xp处少子电子扩散电流密度： * 8.1 pn结电流　理想电流电压关系 理想关系 Js称为反向饱和电流密度 * 8.1 pn结电流　理想电流电压关系 物理学小结 * 8.1 pn结电流　理想电流电压关系 温度特性 理想反向饱和电流密度： 温度升高，反向饱和电流密度增大。 正偏电流电压关系式： 温度升高，二极管电流密度也会增大，但不如反向饱和电流增大的那么明显。 * 短二极管 边界条件： 少子浓度： 少子扩散电流密度： 8.1 pn结电流 * 8.2 pn结的小信号模型 扩散电阻(增量电导) 直流静态电流。 扩散电阻：随偏置电流的增加而减小。 * 8.2 pn结的小信号模型 小信号导纳——扩散电容（正偏） * 8.2 pn结的小信号模型 扩散电导： 扩散电容： Ip0为空穴扩散电流的直流成分 In0为电子扩散电流的直流成分 *