极管的时间与频率特性.pptxVIP

第五章三极管的时间与频率特性P-n结的开关特性电荷控制分析晶体管的频率特性

5.1P-n结的开关特性

当一个二极管从关（零片或反偏）到开（正偏），需要一定的时间才能达到稳定状态。这个时间与耗尽层电容的充电及过剩少数载流子充满n区或p区有关。当一个二极管从开（正偏）到关（零片或反偏），同样也需要一定的时间才能达到稳定状态。这个时间与耗尽层电容的放电及n区或p区的过剩少数载流子有关。如Cd=1fF/?m2，从关到开，从开到关电压摆幅为1V，电流密度为1mA//?m2，充放电时间CdV/J约为10-12s。耗尽层电容的充放电时间比p和n区少子的充放电时间要短得多。耗尽层电容充电时间

基区过剩少数载流子和基区充电时间---长基区二极管n+—p二极管，基区宽度为w（p区）；正偏时，少子注入基区。01长基区二极管：少子随距离的增加指数下降，到达x=W处，所有少子均被复合。02基区过剩少子（电子）电量QB：（2.119）（2.107）（2.108）03

基区过剩少数载流子和基区充电时间---长基区二极管（续）把方程（2.107）和（2.108）代入（2.119）得（2.120）上式利用了和少子充满基区时间：在宽基区二极管中，少子充满基区的时间等于少子寿命。(2.98)

基区过剩少数载流子和基区充电时间---短基区二极管短基区二极管：所有少子均能通过基区而没有被复合。（2.111）（2.112）对于短基区，把方程（2.111）和（2.112）代入（2.119）得：（2.121）

23145在短基区二极管中，少子充满基区的时间等于基区传输时间。上式也等于少数载流子通过短基区的平均时间。基区传输时间tB定义为：（2.122）上式利用了基区过剩少数载流子和基区充电时间---短基区二极管（续）

通过短基区二极管的平均时间由方程（2.111），在窄基区二极管中，任一点的过剩少数载流子浓度为：（2.123）v(x)是x点过剩载流子速度，有过剩载流子在x点产生的电流密度为：（2.124）由方程（2.112）给出的电流密度为：（2.112）上式利用了（2.111）式（2.125）

通过短基区二极管的平均时间（续）假设忽略窄基区中载流子的复合，电流连续要求Jn(x)与x无关，则由（2.124）和（2.125）得：（2.126）通过短基区二极管的平均时间：（2.127）比较（2.122）和（2.127）可知，基区传输时间等于少子通过窄基区的传输时间。例：WB=0.1?m，NB=2?1018cm-3，?n=300cm2/Vs，tB1?10-11s，少子寿命为1?10-7s数量级，由此可见，可以忽略基区复合效应。

正偏二极管的放电时间（正偏到反偏）假设：（1）二极管有一个单位横截面积；外加正向偏压VF和反向偏压VR它的内建电势。

正偏二极管的放电时间（续）（1）t0时，正向电流IF?VF/R；（2）t=0时，由正向偏压VF变为反向偏压VR；（3）0tts，基区过剩电子开始反向扩散到二极管耗尽区，电子在耗尽区边缘迅速被电场扫过。电流为常数。IR=VR/R，放电时间受电阻限制。Vsat=1?107cm/s，X