半导体pn结物理特性-pn结二极管的单向导电性

时间:2008-10-21

  PN结的单向导电性

  PN结在外加电压的作用下,动态平衡将被打破,并显示出其单向导电的特性。

  1、外加正向电压

  当PN结外加正向电压时,外电场与内电场的方向相反,内电场变弱,结果使空间电荷区(PN结)变窄。同时空间电荷区中载流子的浓度增加,电阻变小。这时的外加电压称为正向电压或正向偏置电压用VF表示。

  在VF作用下,通过PN结的电流称为正向电流IF。外加正向电压的电路如图所示。

  2、外加反向电压

  当PN结外加反向电压时,外电场与内电场的方向相同,内电场变强,结果使空间电荷区(PN结)变宽, 同时空间电荷区中载流子的浓度减小,电阻变大。这时的外加电压称为反向电压或反向偏置电压用VR表示。在VR作用下,通过PN结的电流称为反向电流IR或称为反向饱和电流IS。如下图所示。

  3、PN结的伏安特性

  根据理论分析,PN结的伏安特性可以表达为:

  

  式中iD为通过PN结的电流,vD为PN结两端的外加电压;VT为温度的电压当量=kT/q=T/11600=0.026V, 其中k为波尔慈曼常数(1.38×10-23J/K),T为温度(300K),q为电子电荷(1.6×10-19C) ;e为自然对数的底;IS为反向饱和电流。

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