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一、 PN 结 ( PN junction )

扩散. -. -. -. -. -. -. -. -. -. -. -. -. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. 1. 1 半导体二极管. 一、 PN 结 ( PN junction ). N. P. 结构示意图如图所示,. 孔穴. 自由电子. 由于 P 区和 N 区载流子存在浓度差 N 区的自由电子向 P 区扩散, 在交界面附近的 N 区留下正离子,. P 区的空穴向 N 区扩散,在交界面附近的 P 区留下负离子. 上一页. 返 回. 下一页. -. -.

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一、 PN 结 ( PN junction )

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Presentation Transcript


  1. 扩散 - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + 1. 1 半导体二极管 一、PN结(PN junction) N P 结构示意图如图所示, 孔穴 自由电子 由于 P区和 N区载流子存在浓度差 N区的自由电子向P区扩散, 在交界面附近的N区留下正离子, P区的空穴向N区扩散,在交界面附近的P区留下负离子 上一页 返 回 下一页

  2. - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + 空间电荷区 N P 交界面两侧形成了一个空间电荷区,即PN结 正负空间电荷在交界面两侧形成一个内电场, 内电场阻碍多数载流子的扩散运动 但推动少数载流子做漂移运动 最终扩散运动和漂移运动达到动态平衡,PN结稳定 扩散diffusion 漂移drift 内电场 UD 上一页 返 回 下一页

  3. 二、PN结的单向导电性 • 加正向电压(简称正偏)forward bias PN结处于正向导通(on)状态,正向等效电阻较小。 2. 加反向电压 反向电流非常小,PN结处于截止(cut-off)状态。 动画演示 上一页 返 回 下一页

  4. cathode 阴极 阳极 anode 二极管符号 三、 二极管的伏安特性 阳极从P区引出,阴极从N区引出 对应P区 对应N区 上一页 返 回 下一页

  5. I I/mA 30 + U - 20 10 20 10 O 0.5 1.0 1.5 U/V 2 4 -I/μА 二极管的伏安特性 反向饱和电流 正向特性 死区电压 Is UBR 反向特性 反向击穿电压 上一页 返 回 下一页

  6. ui VD 0 + ωt Um + io ui R uo - uD - - + uo 0 ωt uD 0 ωt Ui =Umsin ωt 画出uo和uD的波形 二极管的应用 - 整流 io Um ui>0时二极管导通 uo =ui uD=0 ui<0时二极管截止 uD=ui uo =0 -Um 上一页 返 回 下一页

  7. D B G S SiO2 S D G N+ N+ 铝 1. 2 N沟道增强型MOS场效应管 1. 结构 P衬底杂质浓度较低 引出电极用B表示 N+两个区杂质浓度很高 分别引出源极和漏极 P型衬底 栅极与其它电极是绝缘的 通常衬底与源极 在管子内部连接 B N沟道增强型MOS场效应管的结构示意图 上一页 返 回 下一页

  8. VGG S D G N+ N+ P型衬底 B UGS > UT时 形成导电沟道 2. 工作原理 导电沟道的形成 假设UDS = 0 ,同时UGS> 0 靠近二氧化硅的一侧产生耗尽层 N型沟道 当UGS 增大到一定值UT时, 形成一个N型导电沟道 又称之为反型层 UT :开启电压 导电沟道随UGS 增大而增宽 上一页 返 回 下一页

  9. VDD VGG D G S N+ N+ N型沟道 P型衬底 B UDS对导电沟道的影响 UDS对导电沟道的影响 ID 图中满足且UDS <UGS - UT 即UGD = UGS - UDS> UT 产生电流ID且随UDS变化 从而使导电沟道发生变化 UDS增大到UDS =UGS - UT时 沟道被预夹断,ID饱和 动画演示 上一页 返 回 下一页

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