模电知识总结(一)

半导体的基本特性

半导体的物理基础:1.掺杂特性 2.热敏特性 3.光敏特性
2.
本征半导体:原子排列整齐、晶格无缺陷、纯净的半导体(在热力学温度零度,由于共价键的束缚,价电子能量无法挣脱共价键的束缚,因此晶体中没有自由电子,此时半导体相当于绝缘体。)本征半导体的导电能力很差。(载流子浓度与原子密度相比很少)
本征激发(热激发):由热能产生电子-空穴对的现象。随着温度升高,载流子浓度(指数)增加,其电阻率的温度系数是负的,这是半导体导电与金属导电的根本不同点。(相同温度下,锗的载流子浓度大于硅。)
3.
N型半导体:在本征半导体中掺入五价元素。
P型半导体:在本征半导体中掺入三价元素。
杂质半导体中存在自由电子、空穴和杂质离子三种带电粒子,其中,自由电子和空穴是载流子,杂质离子不能移动不是载流子。多子浓度由杂志决定,少子浓度则由本征激发决定。
掺杂半导体处于一定温度平衡状态时,自由电子浓度N0和空穴浓度P0(俊臣为平衡载流子浓度)满足以下关系式 P0*N0=Ni^2 (Ni是该温度下本征载流子浓度。)
扩散电流和漂移电流(取决于少子浓度和工作温度,与外加电压的大小基本无关。)。

半导体二极管的工作原理及特性

PN结和空间电荷区【(耗尽区),同时由于空间电荷区对多子的扩散运动有阻挡作用,又称其为阻挡层、势垒区。】由于耗尽区内载流子浓度很低,所以该区域的电阻率很高,为高阻区;空间电荷区以外的区域仍处于热平衡状态,是电中性区,没有电位差,为低阻区。
2.
PN结的单向导电性:正向导通和反向截止(反向饱和电流对温度敏感,与少子浓度有关)
3.
二极管分类:1.按材料:硅管和锗管 2.按结构特点:点接触型、面接触型、平面型
4.
二极管电流方程:
在这里插入图片描述
二极管伏安特性曲线:
模电知识总结(一)_第1张图片
Vth为阈值电压(死区电压),外加电压VdVth, PN结导通。室温下,硅管Vth=0.5V,锗管Vth=0.1V。曲线可分为正向工作区、反向工作区、反向击穿区。
5.
二极管的温度特性:温度每增加十度,硅或锗的反向饱和电流Is约增大一倍。
6.
二极管的反向击穿特性:雪崩击穿(6V以上)和齐纳击穿
7.
二极管的电容效应:
势垒电容和扩散电容,不需详细了解,有个认知即可,可自行学习。

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