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1、精选优质文档-倾情为你奉上什么是PN结及半导体基础知识在我们的日常生活中，经常看到或用到各种各样的物体，它们的性质是各不相同的。有些物体，如钢、银、铝、铁等，具有良好的导电性能，我们称它们为导体。相 反，有些物体如玻璃、橡皮和塑料等不易导电，我们称它们为绝缘休(或非导体)。还有一些物体，如锗、硅、砷化稼及大多数的金属氧化物和金属硫化物，它们既 不象导体那样容易导屯，也不象绝缘体那样不易导电，而是介于导体和绝缘体之间，我们把它们叫做半导体。绝大多数半导体都是晶体，它们内部的原子都按照一定 的规律排列着。因此，人们往往又把半导体材料称为晶体，这也就是晶体管名称的由来(意思是用晶体材料做的管子)。
2、物体的导电性能常用电阻率来表示。所谓电阻率，就是某种物体单位长度及单位截面积的体积内的电阻值。电阻率越小，越容易导电；反之，电阻率越大，越难导电。 导体、绝缘体的电阻率值随温度的影响而变化很小。但温度变化时，半导体的电阻率变化却很激烈；每升高1，它的电阻率下降达百分之几到百分之几十。不仅如此，当温度较高时，整体电阻甚至下降到很小，以致变成和导体一样。 在金属或绝缘体中，如果杂质含量不超过干分之一，它的电阻率变化是微不足道的。但半导体中含有杂质时对它的影响却很大。以锗为例，只要含杂质一千万分之一，电阻率就下降到原来的十六分之一。 锗是典型的半导体元素，是制造晶体管的一种常用材料（注：当前的半导体
3、元器件生产以硅Silicon材料为主）。现以锗为例来说明如何会在半导体内产生电流、整流性能和放大性能 我们知道，世界上的任何物质都是由原了构成的。原子中间都有一个原子核和者围绕原子核不停地旋转酌电子。不同元素的原子所包含的电子数目是不同的。蔗原子 的原子核周围有32个电子，围绕着原子核运动。原子核带有正电荷电子带有负电荷；正电荷的数量刚好和全部电子的负电荷数量相等，所以在平时锗原子是中性 的。 电子围绕原子核运动，和地球围绕太阳远行相似。在核的引力作用下，电子分成几层按完全确定的轨道运行，而且各层所能容纳的电子数日也有一定规律。如图所 示：在锗原子核周围的32个电子组成四层环，围绕原子核运动。
4、从里往外数，第一层环上有2个电子，其余依次为8、18、4个电子。凡是环上的电子数为2、 8、18时这些环上的电子总是比较稳定的。若环上的电子数不等于以上各数时，这些环上的电子总是不太稳定。 因此，锗原子结构中，第一、二、三层的电于是稳定的，只有第四层(即最外一“层)的4个电于是不稳定的。因最外一层的电子没有填满到规定的数目。我们把最 外一层的电子叫做价电子。一般来说，最外层有几个价电子，其原子价就为几。锗的最外层有4个价电子，所以锗的原子价为4。 受外界作用，环上的电子可以克服原子核的吸引力而脱离原子，自由活动成为自由电子。这些自由电子在电场力的作用下，产生空间运动，就形成了电流。可以想 像，
5、由于最外层的价电子离核比较远，所受引力最小，所以最容易受外界影响而形成自由电子。因此，从导电性能看，价电子是很重要的。我们所说的锗元素就是依 靠它最外层的4个价电子进行导电的。 锗晶体内的原子很整齐的排列着。各个原子间有相互排斥的力量，而每个原子除了吸引自己的价电子外，还吸引相邻原子的价电子。因此，两个相邻原子的价电子便 成对地存在。这一对电子同时受这两个原子核的吸引，为它们所“共有”。这两个相邻原子也通过这个电子对被联系在一起。这样，电子对就好像起了键(联结)的 作用，我们叫它共价键。每一个锗原子以其4个价电子与其他4个锗原子的价电子组成4个共价键而达到稳定状态。 在理想情况下，锗晶体中所有
6、的价电子都织成了电子对，因此没有自由电子，这时锗晶体是不易导电的。 但在外力作用下，如受温度变化，其中可能会有一个价电子脱离键的束缚，挣脱共价键而跳出来，成为自由电子。这时共价键中出现了一个空位，我们把这个空位叫 做空穴。由于原子本身正电荷和负电荷相等，故原子失去了电子后，整个原子就带正电荷，称为正离子。正离子容易吸引相邻原子的价电子来填补，电子离开后所留 下的空位，使相邻原子中又出现空穴，而这个新出现的空穴，又可能为别的电子去填充。电子这样不断地填充空穴，就使空穴的位置不断地在原子问转移。空穴的转 移，实际上也是电子(电荷)的运动，所以也就形成电流，这叫做空穴流。而原来失去的屯子，在晶体中运
7、动，形成了电子流。为了便于叙述，今后就认为空穴在运 动，而且把它当作一个正电荷来看(实际上是空穴所在的原子呈现一个单位正电荷的电量)。由于空穴和电子都带有电荷，它们的运动都形成电流，所以就统称它们 为载流子。 一块不含有杂质的、品格完整的半导体叫做本征半导体。因为它品格完整，如果有一个电子从共价键中释放出来，必定留下一个空众。所以本征半导体中电子和空众 总是成对地出现，它们的数日相等，称为电子一空穴对。在常温下，由于热运动的结果，在本征半导体中会产生一定数量的电子一空穴对，形成电子流和空穴流，总 的电流是两者之和。如没有外界电场作用，电子和空穴的这种运动是杂乱无章的，电子流和空穴流方向也是不定
8、的，结果互相抵消，没有净电流出现。但在电场作用 下，这种半导体两端就出现电压，电子向正端方向运动，空穴向负端方向运动，形成了定向电流，半导体内就产生电流了。本征半导体因电场作用而产生的导电现象 就叫本征导电。 通常，我们很少见到本征半导体，大多遇到的都是P型半导体或N型半导体。 前面说过，半导体中加进了杂质，电阻率就大大降低。这是因为加进杂质后，空穴和电子的数目会大大增加。例如，在锗晶休中掺入很少一点三价元素铟，由于铟的 价电子只有三个，渗入锗晶体后，它的三个价电子分别和相邻的三个锗原子的价电子组成共价键，而对相邻的第四个锗原子，它没有电于拿出来和这个锗原子“共 有”了，这就留下了一个空穴(见
9、图1一3(c)。因为掺入了少量的杂质铟，就会出现很多空穴；这是因为即使是少量的，里面含有的原子数目却不少。杂质半 导体中空穴和电子数目不相等，在电场作用下，空穴导电是主要的，所以叫空穴型半导体或者说是P型半导体。换句话说，P型或空穴型半导体内是有剩余空穴的， 掺入的杂质提供了剩余空穴。在P型半导体中，空穴是多数，所以称空穴为多数载流子；电子数目少，就叫少数裁流子。渗入的杂质能产生空穴接受电子，我们叫这 种杂质为受主杂质。 如果把五价元素砷掺入锗晶体中，砷原子中有5个价电于，它和四个锗原子的价电子组成共价键后，留下一个剩余电子，这个剩余电子就在晶体中到处游荡，在外电 场作用下形成定向电子流。掺入
10、少量的砷杂质就会产生大量的剩余电子，所以称这种半导体为电子型半导体或N型半导体。在这种半导体中有剩余电子，这时电子是 多数载流子，而空穴是少数载流子。因为砷是施给剩余电子的杂质，所以叫做施主杂质。 如果没有外电场的作用，不论N型或P型半导体，它们的载流子运动是无规则的，因此，不会形成电流 把一块P型半导休和N型半导体紧密联接在一起时(实际上只能用化学方法将两个原来独立的锗片合在一起)就会发现一个奇怪的现象，即在它们的两端加上适当 的电压时，会产生单向导电观象。因为这时在它们的交界面上形成了一个所谓PN结的结构，单向导电现象就发生在这一薄薄的PN结中。PN结是晶体管的 基础，它是由扩散形成的。
11、我们知道，P型半导体内空穴是多数载流子，即空穴的浓度大；而N型半导体内电子是多数载流予，电子的浓度大。二者接触之后，由于在P型区和N型区内电子浓 度不同，N型区的电子多，就向P型区扩散，扩散的结果如图14(b)所示。N型区薄层I中部分电子扩散到P型区去，薄层I便因失去电于而带正电。另一方 面，P型区的空穴多，也会向空穴浓度小的N型区扩散，结果一部分空穴从薄层I向P(型区扩散，使薄层带负电。 电于和空穴的扩散是同时进行的，总的结果，P型区薄层流走了空灾，流进了电子，所以带负电，而N型区的薄层I流走了电子，流进了空穴，因而带正电，而且 随着扩散现象的继续进行，薄层逐渐变厚，所带的电量也逐渐增加。不
12、过，这种扩散现象不会无休止的进行下去；当扩散进行到一定程度后，薄层带了很多负电， 从N型区向P型区扩散的电子总数因电子受到它的排斥不再继续增加；同样道理，从P型区向N型区扩散的空灾总数也不再增加。于是扩散似乎不再继续，而达到所 谓“动态平衡状态”。这时PN结也就形成了。 所谓PN结，就是指薄层I和所构成的带电结构。因为它能阻止电子和空穴的继续扩散，所以也叫阻挡层。它们之间的电位差一般称势垒或位垒。 我们用图来阐明PN结的单向导电性能。依照图示方法，将P型区接电池正极，N型区接负极。向右调动电位器，使加到PN结构端的电压逐颓增高，就会发现：当电压表读数增高时，电流表的读数也随之增大。此时，PN结
13、的电阻很小，这种接法叫正向联结。 若反过来，把P型区接电池负极，而N型区接正极，这时我们会发现：把电压增高到几十伏，电流的指示只有几个或几十个微安，此时PN结的电阻很大，反向电流很快就达到饱和不再增加了。这说明电流只能沿着一个方向流过PN结，这个现象就叫做单向导电。 单向导电现象可以这样来解释；因为在P型区接电池正极而N型区接负极时，外加电压的方向刚好和PN结势垒电压的方向相反，使薄层带的负电量和薄层I带 的正电量减少，因此削弱了PN结的势垒，于是在正电压的作用下，电子和空穴的扩散又可进行，N型区的电子不断跑到P型区，P型区的空穴也不断跑到N型 区，正向电流也就产生了。而且，正向电压加得越高，
14、PN结势垒削弱得越厉害，扩散也就越容易进行，正向电流也就越大。 当PN结和电池反向连接时，外加电压起着增强PN结势垒的作用，使薄层带的负电荷和薄层I带的正电荷增加，扩散更无法进行。这时只有P型区的少数教 流子一电子和N型区的少数我流子一空穴，受外加电压作用形成微弱的反向电流。而少数栽流子的数目不多，所以在反向电压只有零点几伏时，反向电流就达到饱和 了。 PN结还有一个十分重耍的特性，即所谓反向击穿电压。当所加反向电压大到一定数值时，PN结电阻会突然变得很小，反向电流会骤然增大，而且是无限地增 大。这种现象叫PN结的反向击穿。开始击穿时的电压数值叫反向击穿电压。它直接限制了PN结用做整流和检波时
15、的工作电压。 总之，一个简单的PN结具有单向导电的特性，半导体收音机正是利用这一特性来进行整流和检波的。半导体二极管就是根据这一原理制成的。PN结PN结（PN junction）采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型与N型半导体制作在同一块半导体（通常是硅或锗）基片上,在它们的交界面就形成称PN结。PN结具有。P是positive的缩写，N是negative的缩写，表明正荷子与负荷子起作用的特点。 一块单晶半导体中 ，一部分掺有受主杂质是P型半导体，另一部分掺有施主杂质是N型半导体时 ，P 型半导体和N型半导体的交界面附近的过渡区称为PN结。PN结有同质结和两种。用同一种制成的 PN 结叫同
16、质结 ，由禁带宽度不同的两种半导体材料制成的PN结叫异质结。制造PN结的方法有合金法、扩散法、离子注入法和外延生长法等。制造异质结通常采用外延生长法。 P型半导体（P指positive，带正电的）：由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的三价元素组成，会在半导体内部形成带正电的； N型半导体（N指negative，带负电的）：由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的五价元素组成，会在半导体内部形成带负电的自由电子。 在 P 型半导体中有许多带正电荷的空穴和带的 电离杂质。在电场的作用下，空穴是可以移动的，而电离杂质（离子）是固定不动的 。N 型半导体中有许多可动的负电子和固定的正离子。当P型和N型半导体接触时，在
17、界面附近空穴从P型半导体向N型半导体扩散，电子从N型半导体向P型半导体扩 散。空穴和电子相遇而复合，载流子消失。因此在界面附近的结区中有一段距离缺少载流子，却有分布在空间的带电的固定离子，称为空间电荷区 。P 型半导体一边的空间电荷是负离子 ，N 型半导体一边的空间电荷是正离子。正负离子在界面附近产生电场，这电场阻止载流子进一步扩散 ，达到平衡。 在PN结上外加一电压 ，如果P型一边接正极 ，N型一边接负极，电流便从P型一边流向N型一边，空穴和电子都向界面运动，使空间电荷区变窄，电流可以顺利通过。如果N型一边接外加电压的正极，P型一 边接负极，则空穴和电子都向远离界面的方向运动，使空间电荷区变
18、宽，电流不能流过。这就是PN结的单向导电性。 PN结加时 ，空间电荷区变宽 ， 区中电场增强。反向电压增大到一定程度时，反向电流将突然增大。如果不能限制电流，则电流会大到将PN结烧毁。反向电流突然增大时的电压称击穿电压。基本的击穿机构有两种，即隧道击穿（也叫齐纳击穿）和，前者击穿电压小于6V，有负的温度系数，后者击穿电压大于6V，有正的温度系数。 PN结加反向电压时，空间电荷区中的正负电荷构成一个电容性的器件。它的电容量随外加电压改变。 根据PN结的材料、掺杂分布、几何结构和偏置条件的不同，利用其基本特性可以制造多种功能的。如利用PN结单向导电性可以制作、检波二极管和，利用击穿特性制作稳压二极
19、管和；利用高掺杂PN结制作隧道二极管；利用结电容随外电压变化效应制作。使半导体的与PN结相结合还可以制作多种光电器件。如利用前向偏置异质结的载流子注入与复合可以制造半导体与；利用光辐射对PN结反向电流的调制作用可以制成光电探测器；利用可制成。此外，利用两个 PN结之间的相互作用可以产生放大，振荡等多种电子功能 。PN结是构成和场效应晶体管的核心，是的基础。在二级管中广泛应用。 PN结的平衡态,是指PN结内的温度均匀、稳定,没有外加电场、外加磁场、光照和辐射等外界因素的作用,宏观上达到稳定的平衡状态.PN结的形成 在一块的两侧通过扩散不同的杂质,分别形成N型半导体和P型半导体。此时将在N型半导体
20、和P型半导体的结合面上形成如下物理过程: 因浓度差 多子的扩散运动®由杂质离子形成空间电荷区 空间电荷区形成形成内电场 内电场促使少子漂移 内电场阻止多子扩散 最后，多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。在P型半导体和N型半导体的结合面两侧，留下离子薄层，这个离子薄层形成的空间电荷区称为PN结。PN结的内电场方向由N区指向P区。在空间电荷区，由于缺少多子，所以也称耗尽层。PN结形成的过程可参阅图01.06。 图01.06 PN结的形成过程（动画1-3）如打不开点这儿（压缩后的）PN结的单向导电性 PN结具有单向导电性，若外加电压使电流从P区流到N区，PN结呈低阻性，所以电流大；反之是性，
21、电流小。 如果外加电压使： PN结P区的电位高于N区的电位称为加正向电压，简称正偏； PN结P区的电位低于N区的电位称为加反向电压，简称反偏。 (1) PN结加正向电压时的导电情况 PN结加正向电压时的导电情况如图01.07所示。 外加的正向电压有一部分降落在PN结区，方向与PN结内电场方向相反，削弱了内电场。于是，内电场对多子扩散运动的阻碍减弱，扩散电流加大。扩散电流远大于漂移电流，可忽略漂移电流的影响，PN结呈现低阻性。 图01.07 PN结加正向电压时的导电情况(动画1-4),如打不开点这儿（压缩后的） (2) PN结加反向电压时的导电情况 PN结加反向电压时的导电情况如图01.08所示
22、。 外加的反向电压有一部分降落在PN结区，方向与PN结内电场方向相同，加强了内电场。内电场对多子扩散运动的阻碍增强，扩散电流大大减小。此时PN结区的少子在内电场作用下形成的漂移电流大于扩散电流，可忽略扩散电流，PN结呈现高阻性。 在一定的温度条件下，由本征激发决定的少子浓度是一定的，故少子形成的漂移电流是恒定的，基本上与所加反向电压的大小无关，这个电流也称为。 PN结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流；PN结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流。由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。 图01.08 PN结加反向电压时的导电情况(动画1-5),如打不开点这儿（压缩后的
23、）PN结的电容效应 PN结具有一定的电容效应，它由两方面的因素决定。一是CB ，二是CD 。 (1) 势垒电容CB 势垒电容是由空间电荷区的离子薄层形成的。当外加电压使PN结上压降发生变化时，离子薄层的厚度也相应地随之改变，这相当PN结中存储的电荷量也随之变化，犹如电容的充放电。势垒电容的示意图见图01.09。 图01.09 势垒电容示意图 (2) 扩散电容CD 扩散电容是由多子扩散后，在PN结的另一侧面积累而形成的。因PN结正偏时，由N区扩散到P区的电子，与外电源提供的空穴相复合，形成正向电流。刚扩散过来的电子就堆积在 P 区内紧靠PN结的附近，形成一定的多子浓度梯度分布。反之，由P区扩散到
24、N区的空穴，在N区内也形成类似的浓度梯度分布曲线。扩散电容的示意图如图01.10所示。 当外加正向电压不同时，扩散电流即外电路电流的大小也就不同。所以PN结两侧堆积的多子的浓度梯度分布也不同，这就相当电容的充放电过程。势垒电容和扩散电容均是非线性电容。PN结的击穿特性：当反向电压增大到一定值时，PN结的反向电流将随反向电压的增加而急剧增 加，这种现象称为PN结的击穿，反向电流急剧增加时所对应的电压称为，如上图所示， PN结的反向击穿有雪崩击穿和齐纳击穿两种。1、雪崩击穿阻挡层中的随内部电场的增强而相应加快到一定程度时，其动能足以把束缚在共价键中的价电子碰撞出来，产生自由电 子空穴对新产生的载流
25、子在强电场作用下，再去碰撞其它中性原子，又产生新的自由电子空穴对，如此连锁反应，使阻挡层中的载流子数量急 剧增加，象雪崩一样。雪崩击穿发生在掺杂浓度较低的PN结中，阻挡层宽，碰撞电离的机会较多，雪崩击穿的击穿电压高。2、齐纳击穿当PN结两边掺杂浓度很高时，阻挡层很薄，不易产生碰撞电离，但当加不大的反向电压时，阻挡层中的电场很强，足以把中性原子中的价电子直接从共价键中拉出来，产生新的自由电子空穴对，这个过程 称为场致激发。 一般击穿电压在6V以下是齐纳击穿，在6V以上是雪崩击穿。3、击穿电压的温度特性 温度升高后，晶格振动加剧，致使载流子运动的平 均自由路程缩短，碰撞前动能减小，必须加大反向电压
26、才能发生雪崩击穿具有正的温度系数，但温度升高，共价键中的价电子能量状态高，从而齐纳击穿电压随温度 升高而降低，具有负的温度系数。6V左右两种击穿将会同时发生，击穿电压的温度系数趋于零。4、稳压二极管PN结一旦击穿后，尽管反向电流急剧变化，但其端电压几 乎不变（近似为V(BR)，只要限制它的反向电流，PN结 就不会烧坏，利用这一特性可制成稳压二极管，其电路符号及伏 安特性如上图所示：其主要参数有： VZ 、 Izmin 、 Iz 、 Izmax PN结的电容特性：PN结除具有非线性电阻特性外，还具有非线性电容特性，主要有势垒电容和扩散电容。1、势垒电容势垒区类似平板电容器，其交界两侧存储着数值相
27、等极性相反的离子电荷，电荷量随外加电压而变化，称为势垒电容，用CT表示。 CT = - dQ/dV PN结有突变结和缓变结，现考虑突变结情况（缓变结参见晶体管原 理），PN结相当于平板电容器，虽然外加电场会使势垒区变宽或变窄 但这个变化比较小可以忽略， 则CT=S/L，已知动态平衡下阻挡层的宽度L0，代入上式可得： CT不是恒值，而是随V而变化，利用该特性可制作变容二极管。2、 扩散电容 多子在扩散过程中越过PN结成为另一方的少子， 当PN结处于 平衡状态（无外加电压）时的少子称为平衡少子 可以认为阻挡层以外的区域内平衡少子浓度各处是一样的，当PN结处于正向偏置时，N区的多子自由电子扩散到P区
28、成为 P区的非平衡少子，由于浓度差异还会向P 区深处扩散，距交界面越远，非平衡少子浓度越低，其分布曲线见PN 结的伏 安特性。当外加正向电压增大时，浓度分布曲线上移，两边 非平 衡少子浓度增加即电荷量增加，为了维持电中性，中性区内的非平衡多子浓度也相应增加，这就是说，当外加电压增加时，P区和N区各自存储的空穴和自由电子电 荷量也增加，这种效应相当于在PN结上并联一个电容，由于它是载流子扩散引起的，故称之为扩散电容CD，由半导体物理推导得 CD=（ I + Is）p/VT 推导过程参见晶体管原理。 当外加反向电压时 I = Is ， CD趋于零。3、 PN结电容PN结的总电容Cj为CT和CD两者
29、之和Cj = CT+CD ，外加正向电 压CD很大， Cj以扩散电容为主（几十pF到几千pF） ，外加反向电压CD趋于零，Cj以势垒电容为主（几pF到几十pF到）。4、变容二极管PN结反偏时，反向电流很小，近似开路，因此是一个主要由势垒电容构成的较理想的电容器件，且其增量电容值随外加电压而变化 利用该特性可制作变容二极管，变容二极管在非线性电路中应用较广泛， 如压控振荡器、频率调制等。pn结的工作原理1.2.1 PN结的形成 在一块本征半导体的两侧通过扩散不同的杂质,分别形成N型半导体和P型半导体。此时将在N型半导体和P型半导体的结合面上形成如下物理过程: 因浓度差 多子的扩散运动由杂质离子形
30、成空间电荷区 空间电荷区形成形成内电场 内电场促使少子漂移 内电场阻止多子扩散 最后，多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。在P型半导体和N型半导体的结合面两侧，留下离子薄层，这个离子薄层形成的空间电荷区称为PN结。PN结的内电场方向由N区指向P区。在空间电荷区，由于缺少多子，所以也称耗尽层。PN结形成的过程可参阅图01.06。图01.06 PN结的形成过程（动画1-3）如打不开点这儿（压缩后的）1.2.2 PN结的单向导电性 PN结具有单向导电性，若外加电压使电流从P区流到N区，PN结呈低阻性，所以电流大；反之是高阻性，电流小。 如果外加电压使： PN结P区的电位高于N区的电位称为加正向电压，
31、简称正偏； PN结P区的电位低于N区的电位称为加反向电压，简称反偏。 (1) PN结加正向电压时的导电情况 PN结加正向电压时的导电情况如图01.07所示。 外加的正向电压有一部分降落在PN结区，方向与PN结内电场方向相反，削弱了内电场。于是，内电场对多子扩散运动的阻碍减弱，扩散电流加大。扩散电流远大于漂移电流，可忽略漂移电流的影响，PN结呈现低阻性。图01.07 PN结加正向电压时的导电情况(动画1-4),如打不开点这儿（压缩后的） (2) PN结加反向电压时的导电情况 PN结加反向电压时的导电情况如图01.08所示。 外加的反向电压有一部分降落在PN结区，方向与PN结内电场方向相同，加强了
32、内电场。内电场对多子扩散运动的阻碍增强，扩散电流大大减小。此时PN结区的少子在内电场作用下形成的漂移电流大于扩散电流，可忽略扩散电流，PN结呈现高阻性。 在一定的温度条件下，由本征激发决定的少子浓度是一定的，故少子形成的漂移电流是恒定的，基本上与所加反向电压的大小无关，这个电流也称为反向饱和电流。 PN结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流；PN结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流。由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。 图01.08 PN结加反向电压时的导电情况(动画1-5),如打不开点这儿（压缩后的） 1.2.3 PN结的电容效应 PN结具有一定的电容效应，它由
33、两方面的因素决定。一是势垒电容CB ，二是扩散电容CD 。 (1) 势垒电容CB 势垒电容是由空间电荷区的离子薄层形成的。当外加电压使PN结上压降发生变化时，离子薄层的厚度也相应地随之改变，这相当PN结中存储的电荷量也随之变化，犹如电容的充放电。势垒电容的示意图见图01.09。 图01.09 势垒电容示意图 (2) 扩散电容CD 扩散电容是由多子扩散后，在PN结的另一侧面积累而形成的。因PN结正偏时，由N区扩散到P区的电子，与外电源提供的空穴相复合，形成正向电流。刚扩散过 来的电子就堆积在 P 区内紧靠PN结的附近，形成一定的多子浓度梯度分布曲线。反之，由P区扩散到N区的空穴，在N区内也形成类似的浓度梯度分布曲线。扩散电容的示意图如图 01.10所示。 当外加正向电压不同时，扩散电流即外电路电流的大小也就不同。所以PN结两侧堆积的多子的浓度梯度分布也不同，这就相当电容的充放电过程。势垒电容和扩散电容均是非线性电容。专心-专注-专业