MC68340PV16C空间电荷区,PN结的形成,PN结移动,即P区空穴进入PN结后,就要和原来的一部分负离子中和,使P区的空间电荷量减少。同样,当N区电子进人PN结时,中和了部分正离子,使N区的空间电荷量减少,结果PN结变窄。这时耗尽区厚度变薄,耗尽区中载流子增加,因而电阻的阻值减小,所以通常将这个方向的外加电压称为正向电压或正向偏罩电压。由于半导体本身的体电阻和PN结上的电阻相比,

前者的阻值是很小的,所以外加电压作用后,其值将集中降落在PN结上。

因此,外加电压将使PN结的电场由E。减小到EO―EΓ。PN结电场强度的减小,有利于P区和N区中多数载流子的扩散运动,形成扩散电流。这时扩散运动将胜过漂移运动,N区电子不断扩散到P区,P区空穴不断扩散到N区。PN结内的电流便由起支配地位的扩散电流所决定,在外电路上形成一个流人P区的电流,称为正向电流JF。当外加电压vF升高,PN结电场便进一步减弱,扩散电流随之增加,在正常工作范围内,PN结上外加电压只要稍有变化(如0.1Ⅴ),便能引起电流的显著变化,因此电流fF是随外加电压急速上升的。这样,正向的PN结表现为一个阻值很小的电阻,此时也称PN结导通。

在这种情况下,由少数载流子形成的漂移电流,其方向与扩散电流相反,和正向电流比较,其数值很小,可忽略不计。

外加反向电压,在图3.2.3b中,外加电压‰的正端接N区,负端接P区,外加电场方

向与PN结内电场方向相同。在这种外电场作用下,P区中的空穴和N区中的电子都将进一步离开PN结,使耗尽区厚度加宽,这时PN结处于反向偏置。

外加电压将使PN结电场由E。增加到Eo+ER。PN结电场强度的增加,阻碍了多数载流子的扩散运动,因此扩散电流趋近于零。但是,结电场的增加,使N区和P区中的少数载流子更容易产生漂移运动,因此在这种情况下,PN结内的电流由起支配地位的漂移电流所决定。漂移电流的方向与扩散电流相反,表现在外电路上有一个流人N区的反向电流fR,它是由少数载流子的漂移运动形成的。由于少数载流子的浓度很小,所以fR是很微弱的,一般硅管为微安数量级。同时,少数载流子是由本征激发产生的,当管子制成后,其数值决定于温度,而几乎与外加电压yR无关。在一定温度r下,由于热激发而产生的少数载流子的数量是一定的,电流的值趋于恒定,如图3.2.4所示。这时的反向电流fR就是反向饱和电流,用rs表示。

PN结的单向导电性(a)外加正向电压时的PN结 (b)外加反向电压时的PN结硅二极管PN结的v-J特性,二极管及其基本电路,(a)微分电路 (b)%的波形vc(0)=0。写出电路的电压增益⒕'(s)=吒(s)/⒕(s)的表达式;(2)若输人电压v1为一方波,如图题2,4.13b所示,试画出v。稳态时的波形。

(a)电路 (b)输人电压vI的波形,电路如图题2414a所示。设运放是理想的,电容器C上的初始电压为零vc(0)=0,vn=-01V,v⒓幅值为±3Ⅴ,周期r=2s的矩形波。(1)求出vα、vo2和to的表达式;(2)当输人电压矽n、v⒓如图题24.14b所示时,试画出的波形。