(完整版)PN结特性和二极管

1、 pn 结结( (pn junction) )的形成的形成原因：原因： 载流子的浓度差载流子的浓度差名称：名称：空间电荷区空间电荷区/耗尽层耗尽层/pn结结 特点特点: 无载流子无载流子 p n1. 外加外加正向正向电压电压( (正向偏置正向偏置) ) forward biasp 区区n 区区内电场内电场+ ur外电场外电场外电场使多子向外电场使多子向 pn 结移动结移动,中和部分离子中和部分离子使空间电荷区变窄。使空间电荷区变窄。 if限流电阻限流电阻扩散运动加强形成正向电流扩散运动加强形成正向电流 if 。if = i多子多子 i少子少子 i多子多子2. 外加外加反向反向电压电压( (反反

2、向偏置向偏置) ) reverse bias p 区区n 区区内电场内电场外电场外电场ir漂移运动加强形成反向电流漂移运动加强形成反向电流 irir = i少子少子 0 +ur pn结加正向电压时，呈现低电结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流；阻，具有较大的正向扩散电流； pn结加反向电压时，呈现高电阻，结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流。具有很小的反向漂移电流。 由此可以得出结论：由此可以得出结论：pn结具有单结具有单向导电性。向导电性。3. pnpn结结v v- - i i 特性表达式特性表达式oud /vid /ma正向特性正向特性uth死区死区电压电压is

3、id = 0uth = 0.5 v 0.1 v( (硅管硅管) )( (锗管锗管) )u uthid 急剧上升急剧上升0 u uth )1(/sdd tvveiiis 反向饱和电流反向饱和电流vt 温度的电压当量温度的电压当量, ,且在且在常温（常温（t t=300k=300k）为）为26mv26mvud(on)= 硅管硅管 0.7 0.7 锗管锗管 0.2 v0.2 v3. pnpn结结v v- - i i 特性表达式特性表达式oud /vid /ma正向特性正向特性uth反向特性反向特性isu (br)反向击穿反向击穿u(br) u 0 id = is 0.1 a( (硅硅) )u u(b

4、r)反向电流急剧增大反向电流急剧增大( (反向击穿反向击穿) )反向击穿类型：反向击穿类型：电击穿电击穿热击穿热击穿反向击穿原因反向击穿原因： 齐纳击穿齐纳击穿：( (zener) )反向电场太强，将电子强行拉出共价键。反向电场太强，将电子强行拉出共价键。 ( (击穿电压击穿电压 6 v) ) 在在pn结上加上引线和封装，就成为一个二极结上加上引线和封装，就成为一个二极管。二极管按结构分有管。二极管按结构分有点接触型、面接触型和平点接触型、面接触型和平面型面型三大类。三大类。(1) 点接触型二极管点接触型二极管 pn结面积小，结电结面积小，结电容小，用于检波和变频等容小，用于检波和变频等高频电

5、路。高频电路。(a)(a)点接触型点接触型 二极管的结构示意图二极管的结构示意图(3) 平面型二极管平面型二极管 往往用于集成电路制造往往用于集成电路制造艺中。艺中。pn 结面积可大可小，结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。用于高频整流和开关电路中。(2) 面接触型二极管面接触型二极管 pn结面积大，用结面积大，用于工频大电流整流电路。于工频大电流整流电路。(b)(b)面接触型面接触型(c)(c)平面型平面型阴极阴极引线引线阳极阳极引线引线pnp 型支持衬底型支持衬底(4) 二极管的代表符号二极管的代表符号(d) 代表符号代表符号k 阴极阴极阳极阳极 a同同pn结的伏安特性结的伏安特性1

6、. if 最大整流电流最大整流电流( (最大正向平均电流最大正向平均电流) )2. urm 最高反向工作电压最高反向工作电压，为，为 u(br) / 2 3. ir 反向电流反向电流( (越小单向导电性越好越小单向导电性越好) )第第 1 章半导体二极管章半导体二极管idudu (br)i furmo练习题练习题1. 1. 二极管最主要的特性是二极管最主要的特性是 。 2. 2.二极管按其击穿的方式分为二极管按其击穿的方式分为 和和 两种。两种。 3.3.当当pnpn结外加正向电压时，扩散电流结外加正向电压时，扩散电流_漂移电流，耗尽漂移电流，耗尽层层_。当。当pnpn结外加反向电压时，扩散电流结外加反向电压时，扩散电流_漂移电流，漂移电流，耗尽层耗尽层_。a a、大于、大于 b b、小于、小于 c c、等于、等于 d d、变宽、变宽 e e、变窄、变窄 f f、不变不变 4.4.当温度升高时，二极管的反向饱和电流将当温度升高时，二极管的反向饱和电流将 。 a a、 增大增大 b b、 不变不变 c c、减小、减小5.5.二极管加反向电压时若反向电流很小，则管子是二极管加反向电压时若反向电流很小，则管子是_ _ 。a a、反向截止状态、反向截止状态 b b、反向击穿状态、反向击穿状态 c c、短路状态、短路状态 d d、导通状态、