2022-2023学年高二物理竞赛课件：PN结的反向击穿

PN结的反向击穿 PN结的反向击穿 当PN结的反向电压增加到一定数值时，反向电流突然快速增加，此现象称为PN结的反向击穿。 热击穿——不可逆 雪崩击穿 齐纳击穿 电击穿——可逆 2 伏安特性曲线像个椅子 3.2.5 PN结的电容效应 (1) 势垒电容CB 当外加电压发生变化时，耗尽层的宽度要相应地随之改变，即PN结中存储的电荷量要随之变化，就像电容充放电一样。 3 Barrier n 障碍物，屏障，界限 Vt 把。。。 关入栅栏 (2) 扩散电容CD 当外加正向电压不同时，PN结两侧堆积的少子数量及浓度梯度也不同，这就相当电容的充放电过程。 电容效应在交流信号作用下才会明显表现出来 极间电容（结电容） 4 Diffuse vt 传播，扩散； Diffusion n 扩散 小结：搞清楚三个问题 1）本征半导体为什么要掺杂？ 提高导电性。 2）半导体器件温度稳定性差的原因？ 温度改变时，少子的浓度变化大， 少子是影响温度稳定性的主要因素。 3）为什么要有最高频率的限制？ 电容效应存在，当频率高到一定程度时，电容被短路了，pn结就失去了单向导电性。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 3.3.1 半导体二极管的结构 在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极管。二极管按结构分有点接触型、面接触型两大类。 (1) 点接触型二极管 (a)点接触型 二极管的结构示意图 PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。 （a）面接触型 （b）集成电路中的平面型 （c）代表符号 (2) 面接触型二极管 PN结面积大，用于工频大电流整流电路。 (b)面接触型 半导体二极管的型号 国家标准对半导体器件型号的命名举例如下： 2AP9 用数字代表同类器件的不同规格。 代表器件的类型，P为普通管，Z为整流管，K为开关管。 代表器件的材料，A为N型Ge，B为P型Ge， C为N型Si， D为P型Si。 2代表二极管，3代表三极管。 3.3.2 二极管的伏安特性 二极管的伏安特性曲线可用下式表示 锗二极管2AP15的V-I 特性 硅二极管2CP10 的V-I 特性 半导体二极管的V—I特性曲线 硅：0.5 V 锗： 0.1 V (1) 正向特性 导通压降 反向饱和电流 (2) 反向特性 死区 电压 击穿电压UBR 实验曲线 u E i V mA u E i V uA 锗 硅：0.7 V 锗：0.2V 10 3.3.3 二极管的主要参数 (1) 最大整流电流IF (2) 反向击穿电压VBR和最大反向工作电压VRM (3) 反向电流IR (4) 正向压降VF (5) 极间电容CJ（CB、 CD ） end 11 Forward reverse 简单二极管电路的图解分析方法 二极管是一种非线性器件，因而其电路一般要采用非线性电路的分析方法，相对来说比较复杂，而图解分析法则较简单，但前提条件是已知二极管的V -I 特性曲线。 P N (b) 电压减小时 N (a) 电压增加时 VD P VD $