PN结电容特性.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,PN结电容特性,V,D,I,反向特性,正向特性,击穿特性,PN结,伏安特性,：,电流随电压变化的非线性电阻特性,伏库特性,：,电容随电压变化的非线性电容特性,当外加电压发生变化时，空间电荷的宽度要相应地随之改变，即存储的电荷量要随之变化，如同电容充放电。,二极管的两极之间有电容，它由两部分组成：,3 PN结电容特性,势垒电容,C,B,扩散电容,C,D,平行板电容,平行板宽度是一定的,PN结电容,空间电荷的 宽度随外加电压,要相应地随之改变,A,势垒电容,C,B,U,P,N,+,+,+,+,+,+,+,+,空间电荷层,a.,当,PN,结正向偏置电压升高时,PN,结变窄,空间电荷层中的电荷量减少,U+,U,(,U,0),P,N,+,+,+,+,空间电荷不能移动，空间电荷的减少是由于电子和空穴中和空间电荷层中的带电离子。,正向偏置电压升高部分电子和空穴,“存入”,空间电荷区,b.,当,PN,结正向偏置电压降低时,PN,结变宽,空间电荷层中的电荷量增大,U-,U,(,U,0),P,N,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,反向偏置电压升高部分电子和空穴从空间电荷区,“取出”,势垒电容,C,B,PN结交界处两端电压改变时，会引起积累在PN结的空间电荷浓度发生改变，这类似于电容的充放电现象，从而显示出PN结的电容效应，称为势垒电容。,势垒 电容的充电过程：,结论：正偏V加大空间电荷区变窄极板距离减小 C,B,反偏V加大空间电荷区变宽极板距离增大C,B,P,N,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,B,扩散电容,C,D,非平衡少子的积累,P,N,+,+,+,+,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,扩散区的电荷量随外电压的变化而产生的电容效应。,PN结,正偏,时，由N区扩散到P区的电子（,非平衡少子,），堆积在 P 区内紧靠PN结的附近，到远离交界面处，形成一定的,浓度梯度,分布曲线。电压增大，正向（扩散）电流增大。,PN结,正偏,时，由N区扩散到P区的电子（,非平衡少子,），堆积在 P 区内紧靠PN结的附近，到远离交界面处，形成一定的,浓度梯度,分布曲线。电压增大，正向（扩散）电流增大。,扩散电容示意图,U,变化时，,P,区积累的非平衡少子浓度分布图,U,0,3,U,=0,U,W,s,接触前,(E,F,),s,高于(E,F,),m,，,(E,F,),s,-(E,F,),m,=,W,m,-W,s,半导体的电势高于金属电势,能带靠近金属一侧向上弯曲,接触后,n半导体,E,F,金属,空间电荷区,W,m,-,S,W,m,-W,S,=qV,D,(E,F,),s,高于(E,F,),m,半导体中电子向金属流动,金属（-）,半导体（+）,(E,F,),s,和(E,F,),m,统一,接触性电势差,V,D,=(W,m,W,S,)/q,金属,半导体接触：,能带向上弯曲，形成表面势垒，是高阻区域，称,n,型阻挡层,处于平衡态的阻挡层中没有净电流通过。,W,m,W,s,n型阻挡层,n半导体,E,F,金属,空间电荷区,W,m,-,S,W,m,-W,S,=qV,D,W,m,W,s,N型反,阻挡层（很薄,）,S,-W,m,W,S,-W,m,E,F,n,半导体,金属,V,=0,整流理论（阻挡层）,：,n正向偏置：,金属（+）,半导体(-,),电子容易由半导体流入金属,N逆向偏置：,金属（-）,半导体（+）,电子从半导体流入金属困难,正,向偏置下，,由金属流向半导体的电子电流一定；因电位降低而增加，,由半导体流向金属的电子电流因电位降低而增加。故有,金属,半导体,电,流。,逆向偏,置,下,，,由金属流向半导体的电子电流一定；半导体流向金属的电子电流因电位增加而降低,，,故有,半导体金属,反向电,流（恒定）,。,+,V,D,I,反向特性,正向特性,金属半导体接触I-U特性类似于pn结的伏安特性,肖特基二极管,利用金属半导体整流接触特性制成的二极管称为肖特基二极管。,不同：,1 反向电,流产生机制不同：,肖特基,二,极管为,多,数载流子工作,pn,接面二,极管为少数载流子,工作,结,果：,肖特基,二,极管,的,饱和电流,要大得多，起,始电流,也,较,大。,肖特基,二,极管为,多,数载流子,元件，在,正向偏置,下沒有,扩散电容,，在逆向偏,置,下，也沒有少,数载流子储存电荷需要移除,，所以,切换,速度快，,这用于高速数字电路,。,2 频率响应,不同：,相同：,单向导电性,肖特基二极管与,pn二极管,的比较,(3)欧姆接触,非整流接触。,欧姆接触,