第1章pn二极管B.pdf

第1章B PN结二极管 The pn Junction Diode 1.Pn结电流 2.Pn结小信号模型 3.产生复合电流 4.结击穿 5. 电荷存储与二极管瞬态 2.1 pn结电流 2.1.1非平衡PN结 处于一定偏置状态下的PN结称为非平衡PN结。 当P区接电源的正极，N区接电源的负极，称为正向PN 结。反之，则称反向PN结。 2.1.1 、正向PN结 （1）少子注入 正向电压使 势垒区宽度变窄、 势垒高度变低 外加电场与内建电场方向相反 空间电荷区中的电场减弱 破坏扩散与漂移运动间的 平衡 扩散运动强于漂移运动 注入少子 注入的少子边扩散边复合 （2）正向PN 结中载流子的运动 P区 N区 电流在N 型区中主要由电子携带 jp 电流在 P 型区中主要由空穴携带j n 通过 PN 结的电流存在电流载体 Ln Lp 转换的现象 2.1.1 反向PN结 （1）反向PN 结的少子抽取 反向电压使 势垒区宽度变宽 势垒高度变高 外加电场与内建电场方向相同 增强空间电荷区中的电场 破坏扩散漂移运动平衡 漂移运动强于扩散运动 L L 抽取少子 n p 2.3 直流特性 反向PN结 P区 N区 (2)反向PN 结中载流子的运动 jp j n L L n p 2.1.2 直流特性 I-V 特性方程 一、理想PN结模型 （1）小注入。即注入的非平衡少数载流子浓度远 低于平衡多子浓度,即掺杂浓度。 （2 ）外加电压全部降落在势垒区，势垒区以外为 电中性区。 （3 ）忽略势垒区载流子的产生-复合作用。通过势 垒区的电流密度不变。 （4 ）忽略半导体表面对电流的影响。 （5 ）只考虑一维情况。 直流特性 二.坐标 以x 、x 为坐标原点分别建 n p 立坐标系。 步骤： 求解“非平衡少子”的扩散方 程 →求“非平衡少子”浓度的边 界值 →求“非平衡少子”浓度梯度 →分别求电子、空穴的扩散 电流密度 →求PN结电流 直流特性 2.1.3 Boundary Conditions 8.1.4 Minority Carrier Distribution少数载流子分布 N 区过剩载流子双极输运方程（一维） 在n 区内nxn 的区域，E=0