文档介绍：模拟电子技术基础完整版
第一章
§ PN结及晶体二极管
总结
§ 晶体三极管
半导体器件
半导体基础知识
结型场效应管(JFET)
§ 场效应管
金属-氧化物-半导体场效应管
（MOSFET）
与电子复合
在N区留下带正电荷的离子
N区电子→ P型与空穴结合
在P区留下带负电荷的离子
空间电荷区形
成一个由N指向
P的电场
—— 内电场
平衡后的PN结
§ PN结及二极管
扩散使空间电荷区加宽。内电场加深，
而内电场阻止扩散进行
漂移运动
（内电场引起）
促使P区电子→N
N区空穴→P
引起
内电场增加，扩散减弱，漂移增加。
最后漂移 == 扩散
动态平衡
通过PN结之间电流为零
§ PN结及二极管
2. 对称结与不对称结
∵ 空间电荷区中没有载流子 ∴又称耗尽层
∴ 当N与P区杂
质浓度相同时，
耗尽层在两个区内的宽度也相等— 对称结
否则杂质浓度较高的一侧耗尽层宽度
小于低的一侧——不对称结
P+N结
PN＋结
∵ 耗尽层中正
负电荷量相等
图 1-8 不对称PN结
§ PN结及二极管
二 PN结的特征——单向导电性
—又称PN结正向偏置
外电场作用下多子推向耗尽层，使耗尽层变窄，内电场削弱扩散 > 漂移
从而在外电路中出现了一个较大的电流称正向电流
Vb
V
§ PN结及二极管
在正常工作范围内，PN结上外加电压
只要有变化，就能引起电流的显著变化。
∴ I 随 V 急剧上升，PN结为一个很
小的电阻（正向电阻小）
在外电场的作用下，PN结的平衡状态
被打破，使P区中的空穴和N区中的电子
都向PN结移动，使耗尽层变窄
§ PN结及二极管
— 外电场使耗尽层变宽
使漂移（少子）> 扩散（多子）
∴回路中的反向
电流 I’非常微弱
一般Si 为nA 级
Ge 为uA 级
又∵少子是本征激发产生
∴管子制成后其数值与温度有关
T↑ → I’↑
§ PN结及二极管
反向电流不仅很小，而且当外加电压
超过零点几伏后， ∵ 少子供应有限，
它基本不随外加电压的增加而增加。
∴ 称为反向饱和电流
∵反偏时电压变化很大，而电流增加极微
∴ PN结等效为一大电阻（反向电阻大）
PN结这种只允许一个方向电流顺利
通过的特性
—— 单向导电性
PN结两端加电压
P接“+”
N接“-”
正向偏置
I(mA)
U(V)
P接“-”
N接“+”
反向偏置
-
-
-
+
+
+
P
N
E
击穿
单向导电性
PN结
2022/8/18
§ PN结及二极管

Is —— 反向饱和电流
决定于PN结的材料，制造工艺、温度
UT =kT/q ---- 温度的电压当量或热电压
当 T=300K时, UT = 26mV
K—波耳兹曼常数 T—绝对温度
q—电子电荷 u—外加电压
U 为反向时，且
§ PN结及二极管
U正偏时, V>VT ∴ I=IseU/UT
实际特性在I较大时与指数特性有一定差异
∵在上面讨论忽略了引出线
的接触电阻，P区N区的体电
阻及表面漏电流影响
导通电压-- 正向电流有明显数
值时所对应的电压
∵ 正向电压较小时,不足影响内电场
∴载流子扩散运动尚未明显增加
正向电流→0
I
Ge
Si
导通电压
死区电压
阀植电压
U
Ge -
Si -
§ PN结及二极管
三温度对伏安特性影响
T↑—正向特性左移反向
电流明显增大，T 每升
高10摄氏度 Is增加一倍
V(BR)
I
U
T
T
当T↑到一定程度时，
由本征激发产生的少子浓度超过原来杂质
电离产生的多子浓度，杂质半导体
与本征半导体一样，PN结不再存在
关系式:
IS1
IS2
当PN结处于反向偏置时,在一定范围内的反
向电压作用下,流过PN结的电流是很小的反向
饱和电流,但当反向电压超过某一数值后,反
向电流会急剧增加称 PN结的击穿
把反向电流开始明显增大时所对应
的反向电压称击穿电压 V(BR)
§ PN结及二极管
 为保证P