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1、半导体材料及二极管半导体材料及二极管1、本征半导体、本征半导体半导体材料半导体材料硅（硅（Si）、锗（）、锗（Ge）、砷化）、砷化镓（镓（GaAs）纯净（纯净（7N）且具有完整晶格结构的半导体）且具有完整晶格结构的半导体称为本征半导体。称为本征半导体。一、半导体一、半导体基本基本特性特性半导体材料及二极管半导体材料及二极管半导体材料及二极管半导体材料及二极管半导体材料及二极管半导体材料及二极管半导体材料及二极管半导体材料及二极管半导体材料及二极管半导体材料及二极管半导体材料及二极管半导体材料及二极管半导体材料及二极管半导体材料及二极管2、杂质半导体、杂质半导体在本征半导体中渗入微量在本征半导体
2、中渗入微量5价元素（如磷）价元素（如磷）后形成后形成N型杂质半导体，简称型杂质半导体，简称N型半导体。型半导体。施主电离施主电离在很低温度下，在很低温度下， 5价元素就会价元素就会有一个不受共价键束缚的价电子成为自由有一个不受共价键束缚的价电子成为自由电子。电子。半导体材料及二极管半导体材料及二极管价电子、价电子、束缚电子束缚电子+5+4+4+4+4自由电子自由电子缺少一个价缺少一个价电子成为不电子成为不能移动的带能移动的带+q的正离子的正离子半导体材料及二极管半导体材料及二极管虽然由施主虽然由施主“提供提供”了自由电子，但了自由电子，但N型型半导体仍呈电中性。半导体仍呈电中性。N型半导体在一
3、定温度下既有施主电离产生型半导体在一定温度下既有施主电离产生的自由电子，又有本征激发产生的自由电子的自由电子，又有本征激发产生的自由电子和空穴；因此，自由电子是多数载流子，空和空穴；因此，自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。穴是少数载流子。施主电离产生自由电子和正粒子，不会产施主电离产生自由电子和正粒子，不会产生空穴；生空穴；半导体材料及二极管半导体材料及二极管在本征半导体中渗入微量在本征半导体中渗入微量3价元素（如硼）价元素（如硼）后形成后形成P型杂质半导体，简称型杂质半导体，简称P型半导体。型半导体。受主电离：在很低温度下，受主电离：在很低温度下， 3价元素的空位价元素的空位就会由价电
4、子填补，从而形成空穴。就会由价电子填补，从而形成空穴。半导体材料及二极管半导体材料及二极管+3+4+4+4+4增加一个价增加一个价电子成为不电子成为不能移动的带能移动的带 -q的负离子的负离子价电子、价电子、束缚电子束缚电子空穴空穴半导体材料及二极管半导体材料及二极管虽然由受主虽然由受主“接受接受”价电子形成了空穴，价电子形成了空穴，但但P型半导体仍呈电中性。型半导体仍呈电中性。受主电离产生空穴和负粒子，不会产生自受主电离产生空穴和负粒子，不会产生自由电子。由电子。P型半导体在一定温度下既有受主电离产生型半导体在一定温度下既有受主电离产生的空穴，又有本征激发产生的自由电子和空的空穴，又有本征激
5、发产生的自由电子和空穴；因此，空穴是多数载流子，自由电子是穴；因此，空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。少数载流子。半导体材料及二极管半导体材料及二极管平衡状态下多子浓度与少子浓度的乘积等于平衡状态下多子浓度与少子浓度的乘积等于同一温度时本征浓度的平方（同一温度时本征浓度的平方（n0p0=ni2）。）。它说明：掺杂使多子浓度提高的同时使少子它说明：掺杂使多子浓度提高的同时使少子浓度降低；因此，浓度降低；因此，N型半导体的多子浓度型半导体的多子浓度n0 本征浓度本征浓度ni 少子浓度少子浓度p0；P型半导体的多型半导体的多子浓度子浓度p0 本征浓度本征浓度ni 少子浓度少子浓度n0 。半导体
6、材料及二极管半导体材料及二极管杂质原子数的密度与半导体原子数的密度相杂质原子数的密度与半导体原子数的密度相比尽管很小，但仍然远大于常温时的本征浓比尽管很小，但仍然远大于常温时的本征浓度，且常温下杂质电离全部完成；因此，常度，且常温下杂质电离全部完成；因此，常温下多子浓度基本等于杂质密度，远大于本温下多子浓度基本等于杂质密度，远大于本征浓度，并基本与温度无关。征浓度，并基本与温度无关。少子浓度是温度的函数。少子浓度是温度的函数。在相同掺杂条件下，硅的少子浓度远小于锗在相同掺杂条件下，硅的少子浓度远小于锗的少子浓度。的少子浓度。半导体材料及二极管半导体材料及二极管3、半导体中的漂移电流与扩散电流、
7、半导体中的漂移电流与扩散电流漂移电流漂移电流在外电场作用下，载流子作宏在外电场作用下，载流子作宏观定向运动所形成的电流。观定向运动所形成的电流。空穴沿电场力方向漂移，自由电子逆电场空穴沿电场力方向漂移，自由电子逆电场力方向漂移，虽然两者漂移方向相反，但力方向漂移，虽然两者漂移方向相反，但形成的漂移电流方向却相同，总的漂移电形成的漂移电流方向却相同，总的漂移电流为两者之和；流为两者之和；漂移电流与电场强度和载流子浓度成正比；漂移电流与电场强度和载流子浓度成正比；杂质半导体的多子浓度远大于少子浓度，杂质半导体的多子浓度远大于少子浓度，因而多子漂移电流也远大于少子漂移电流。因而多子漂移电流也远大于少
8、子漂移电流。半导体材料及二极管半导体材料及二极管扩散电流扩散电流载流子因浓度差作宏观定向运载流子因浓度差作宏观定向运动所形成的电流。动所形成的电流。两种载流子均沿浓度梯度方向扩散，虽然两种载流子均沿浓度梯度方向扩散，虽然两者扩散方向相同，但形成的扩散电流方两者扩散方向相同，但形成的扩散电流方向却相反，总的扩散电流为两者之差；向却相反，总的扩散电流为两者之差；扩散电流与载流子的浓度梯度成正比。扩散电流与载流子的浓度梯度成正比。半导体材料及二极管半导体材料及二极管1、PN结的形成及特点结的形成及特点用某种工艺将本征半导体掺杂为两个区：用某种工艺将本征半导体掺杂为两个区：一个区为一个区为P型半导体，
9、另一个区为型半导体，另一个区为N型半导型半导体。体。二、二、 PN结结导电特性导电特性在两者的界面附近会形成一个特殊的薄在两者的界面附近会形成一个特殊的薄层层PN结。结。半导体材料及二极管半导体材料及二极管PN结的形成：结的形成：界面两侧的多子向对方扩散界面两侧的多子向对方扩散越界后相当越界后相当于对方的少子被复合；于对方的少子被复合；+半导体材料及二极管半导体材料及二极管+从而在从而在P区一侧留下受主负离子、在区一侧留下受主负离子、在N区一区一侧留下施主正离子，形成一个电偶层即由侧留下施主正离子，形成一个电偶层即由N区指向区指向P区的内建电场区的内建电场进一步扩散进入内进一步扩散进入内建电场
10、的多子被漂移回来，最终达到扩散建电场的多子被漂移回来，最终达到扩散与漂移的动态平衡。与漂移的动态平衡。内建电场内建电场PN结结P型半导体型半导体N型半导体型半导体半导体材料及二极管半导体材料及二极管PN结的特点：结的特点：空间电荷区空间电荷区结内形成内建电场（非电结内形成内建电场（非电中性），内建电压的典型值为中性），内建电压的典型值为0.7V（Si）或）或0.35V（Ge）；）；耗尽层耗尽层结内的载流子在结内的载流子在PN结形成过程中结形成过程中已经耗尽；已经耗尽；阻挡层（势垒区）阻挡层（势垒区）阻止两侧多子越结扩阻止两侧多子越结扩散。散。若掺杂密度不同，则形成不对称若掺杂密度不同，则形成不
11、对称PN结，空结，空间电荷区向低掺杂区延伸。间电荷区向低掺杂区延伸。半导体材料及二极管半导体材料及二极管2、PN结的单向导电特性结的单向导电特性偏置偏置在半导体器件上所加的直流电压在半导体器件上所加的直流电压（偏压）和电流（偏流）。（偏压）和电流（偏流）。由于由于PN结是耗尽层，相对于结外的结是耗尽层，相对于结外的P区和区和N区而言是高阻区，偏压几乎完全作用在结区而言是高阻区，偏压几乎完全作用在结层上。层上。正向偏压的正向偏压的PN结：结：半导体材料及二极管半导体材料及二极管正偏电压削弱结电场，动态平衡被打破，正偏电压削弱结电场，动态平衡被打破，（由于外电路的强制行为，建立原有动态平（由于外电
12、路的强制行为，建立原有动态平衡的趋势被遏止！）衡的趋势被遏止！） PN结变薄，有利于扩结变薄，有利于扩散，从而使多子扩散大于漂移，在外电路形散，从而使多子扩散大于漂移，在外电路形成正向电流。成正向电流。（内部存在两种载流子运动而（内部存在两种载流子运动而外电路只有电子运动！）外电路只有电子运动！）对外电路而言，相当于对外电路而言，相当于PN结导通。结导通。半导体材料及二极管半导体材料及二极管+外电场外电场正向偏压正向偏压结电场被削弱结电场被削弱内建电场内建电场PN结变薄结变薄半导体材料及二极管半导体材料及二极管反向偏压的反向偏压的PN结结反偏电压增强结电场，反偏电压增强结电场， PN结变宽，多
13、子扩散受到更强的阻挡，对结变宽，多子扩散受到更强的阻挡，对外电路而言，相当于外电路而言，相当于PN结截止。结截止。显然，正偏电压越大，显然，正偏电压越大， PN结越薄，越有结越薄，越有利于扩散，相应外电路的正向电流也越大。利于扩散，相应外电路的正向电流也越大。半导体材料及二极管半导体材料及二极管+外电场外电场反向偏压反向偏压内建电场内建电场结电场被增强结电场被增强PN结变宽结变宽半导体材料及二极管半导体材料及二极管结电场的增强有利于少子的越结漂移，从结电场的增强有利于少子的越结漂移，从而在外电路形成反向电流；而在外电路形成反向电流；（同样，内部（同样，内部是两种载流子运动，外电路只有电子运是两
14、种载流子运动，外电路只有电子运动！）动！）由于少子数量有限，即使全漂也只由于少子数量有限，即使全漂也只能形成很小的反向饱和电流，若忽略不计，能形成很小的反向饱和电流，若忽略不计，仍可认为仍可认为PN结是截止的。结是截止的。综上，综上， 可以得到可以得到PN结最重要的特性结最重要的特性单单向导电特性。向导电特性。半导体材料及二极管半导体材料及二极管PN结的伏安特性结的伏安特性由理论分析得到由理论分析得到) 1( TDVvSDeIi式中：式中：IS为为PN结的反向饱和电流，该值很结的反向饱和电流，该值很小，一般硅小，一般硅PN结结IS的值仅的值仅pA级；级；VT为热电为热电压，常温（压，常温（T=
15、300K）下一般取）下一般取VT26mV。可以验证，只有当可以验证，只有当vD的值取到的值取到0.52V以上以上时，硅时，硅PN结的结的iD值才能达到值才能达到mA级；因此，级；因此，即使正向偏压的即使正向偏压的PN结也存在一个导通电压结也存在一个导通电压VON，只有当，只有当vD大于大于VON时，时， PN结才有明结才有明显的正向电流显的正向电流iD 。半导体材料及二极管半导体材料及二极管vD(V)iD(mA)VONPN结的伏安特性曲线：结的伏安特性曲线：半导体材料及二极管半导体材料及二极管二极管的特性与二极管的特性与PN结的特性基本相同。结的特性基本相同。1、二极管的伏安特性、二极管的伏安
16、特性形式上，二极管的伏安特性与形式上，二极管的伏安特性与PN结的伏安结的伏安特性相同：特性相同：二极管的核心是二极管的核心是PN结。结。三、二极管的特性及模型三、二极管的特性及模型) 1( TDVvSDeIi式中：式中：IS为二极管的反向饱和电流，比为二极管的反向饱和电流，比PN结的略大一点。结的略大一点。半导体材料及二极管半导体材料及二极管二极管的单向导电特性二极管的单向导电特性二极管正偏时，其伏安特性可近似为：二极管正偏时，其伏安特性可近似为：0, DVvSDveIiTD0, 0 DSDvIi二极管反偏时，其伏安特性可近似为：二极管反偏时，其伏安特性可近似为：正偏二极管存在一个导通电压正偏
17、二极管存在一个导通电压VON，小功，小功率硅二极管导通电压的典型值率硅二极管导通电压的典型值VON = 0.7V，小功率锗二极管导通电压的典型值小功率锗二极管导通电压的典型值VON = 0.3V。半导体材料及二极管半导体材料及二极管二极管反偏时，锗管的反向饱和电流至少二极管反偏时，锗管的反向饱和电流至少比硅管大三个数量级以上。比硅管大三个数量级以上。温度增加时，二极管的反向饱和电流明显温度增加时，二极管的反向饱和电流明显增大。增大。二极管的反向击穿导电特性二极管的反向击穿导电特性反向击穿现象反向击穿现象PN结的反偏电压大到一结的反偏电压大到一定值时，反向电流会急剧增大。定值时，反向电流会急剧增
18、大。反向击穿原因：反向击穿原因：半导体材料及二极管半导体材料及二极管雪崩击穿雪崩击穿价电子被碰撞电离，发生于价电子被碰撞电离，发生于低掺杂低掺杂PN结；击穿电压一般在结；击穿电压一般在6V以上；以上；齐纳击穿齐纳击穿价电子被场致激发，发生于价电子被场致激发，发生于高掺杂高掺杂PN结；击穿电压一般在结；击穿电压一般在6V以下。以下。只要保证击穿时平均管耗不超过允许值，二只要保证击穿时平均管耗不超过允许值，二极管的反向击穿是一种可逆的电击穿。极管的反向击穿是一种可逆的电击穿。半导体材料及二极管半导体材料及二极管二极管的反向击穿特性曲线：二极管的反向击穿特性曲线：vDiD稳压二极管（稳压管）是一种专
19、门工作在反稳压二极管（稳压管）是一种专门工作在反向击穿状态的二极管。向击穿状态的二极管。半导体材料及二极管半导体材料及二极管2、二极管的直流电阻和交流电阻、二极管的直流电阻和交流电阻二极管的伏安特性表明其为非线性电阻。二极管的伏安特性表明其为非线性电阻。二极管的直流电阻二极管的直流电阻一般将二极管的直一般将二极管的直流电压流电压VD和直流电流和直流电流ID称为二极管的工作称为二极管的工作点点Q，将该工作点，将该工作点Q 处直流电压直流与电流处直流电压直流与电流的比值定义为直流电阻的比值定义为直流电阻RD，即：，即：QDDDIVR 半导体材料及二极管半导体材料及二极管二极管的交流电阻二极管的交流
20、电阻将二极管工作点将二极管工作点Q 处处微变电压增量与微变电流增量的比值定义为微变电压增量与微变电流增量的比值定义为交流电阻交流电阻rd，即：，即：DTVVSTQDDddIVeIVdvdigrTD )(1111半导体材料及二极管半导体材料及二极管3、二极管模型、二极管模型分析含二极管的电路时，由于涉及二极管伏分析含二极管的电路时，由于涉及二极管伏安特性（也称为二极管方程）这样的非线性安特性（也称为二极管方程）这样的非线性方程，工程上一般不采取直接计算的方法。方程，工程上一般不采取直接计算的方法。工程上常用的一种方法是图解法，又称负载工程上常用的一种方法是图解法，又称负载线法；线法；半导体材料及
21、二极管半导体材料及二极管vDiDiDvD+-3003V例例1：用图解法求图示电路的：用图解法求图示电路的vD和和iD 。DDiv3003 )1( TDVvSDeIi0.727.6mAiD6 . 7 VvD72. 0 半导体材料及二极管半导体材料及二极管工程上常用的另一种方法是模型法工程上常用的另一种方法是模型法用理用理想元件构成的等效电路来近似非线性器件。想元件构成的等效电路来近似非线性器件。二极管的大信号模型二极管的大信号模型理想开关模型：理想开关模型：恒压源模型：恒压源模型：vDiDvDiD半导体材料及二极管半导体材料及二极管折线近似模型折线近似模型vDiD例例1.1(p18)：用模型法求
22、图示电路的：用模型法求图示电路的vD 和和iD 。iDvD+-3003VDDiv3003 二极管用恒压源模型二极管用恒压源模型vD= 0.7V , iD 0半导体材料及二极管半导体材料及二极管iDvD=0.7V+-3003VmAAiD67. 700767. 03007 . 03 二极管的小信号模型二极管的小信号模型一般情况下一般情况下iD =ID+ id、vD =VD+vd，若，若id 、vd足够小，在工作点足够小，在工作点Q（ID、VD）附近二极管）附近二极管可以线性化，根据叠加原理，可以分别进可以线性化，根据叠加原理，可以分别进行行ID、VD 及及id 、vd 分析。分析。半导体材料及二极
23、管半导体材料及二极管计算计算ID、VD称为求工作点称为求工作点Q ，需画出只反映，需画出只反映ID、VD的电路的电路直流通路；直流通路；计算计算id 、vd称为交流小信号分析，需画出只称为交流小信号分析，需画出只反映反映id 、vd的电路的电路交流通路，相应需要交流通路，相应需要二极管的小信号模型。二极管的小信号模型。二极管的小信号模型就是二极管在工作点二极管的小信号模型就是二极管在工作点Q处的交流电阻处的交流电阻rd 。半导体材料及二极管半导体材料及二极管例例2：图示电路中：图示电路中v = 2sin(2104t ) mV ，C = 200mF，求，求id 。iDvD+_3003V+_vC解
24、：画出直流通路解：画出直流通路VDID+_3003V半导体材料及二极管半导体材料及二极管二极管用恒压源模型二极管用恒压源模型mAAID67. 700767. 03007 . 03 39. 367. 726 DTdIVr求出工作点求出工作点Q 的交流电阻的交流电阻IDVD=0.7V3003V半导体材料及二极管半导体材料及二极管画出交流通路mAttrvidd)102sin(59. 039. 3)102sin(244 +_vidrd300+_vidvd300+_二极管用小信号模型作业作业(p38-39)：1.4、1.6、1.7半导体材料及二极管半导体材料及二极管半波整流电路半波整流电路1、整流电路、
25、整流电路当当vi (t) 0时，时，D导通；当导通；当vi (t) 0时，时，D1导通、导通、D2截止；截止；当当vi (t) 0时，时，D1D3导通、导通、D2D4截止；截止；当当vi (t) V1时，时，D1导通、导通、D2截止；截止；vi (t) vi(t) -V2时，时，D1、D2均截止。均截止。+_vo(t)+_vi (t)D1D2V1V2半导体材料及二极管半导体材料及二极管 111222)(,)(),()(,)(VtvVVtvVtvVtvVtviiiiovi (t)tV1-V2vo(t)半导体材料及二极管半导体材料及二极管vi (t)vo(t)-V2V1V1-V2其传输特性曲线：其
26、传输特性曲线：半导体材料及二极管半导体材料及二极管串联型双向限幅电路串联型双向限幅电路+_vo(t)+_vi(t)D1D2V1V2R1R2V2 V1假定状态分析法：假定状态分析法：半导体材料及二极管半导体材料及二极管a假定状态假定状态1D1、D2均截止：此时均截止：此时vo(t) =V2，va(t) =V1；由于；由于vo(t) va(t) ，D2导通，导通，与假定状态矛盾，故状态与假定状态矛盾，故状态1不成立；不成立；+_vo(t)+_vi(t)D1D2V1V2R1R2V2 V1半导体材料及二极管半导体材料及二极管假定状态假定状态2D1导通、导通、D2截止：此时截止：此时vo(t) =V2，
27、va(t) = vi (t) ；只有当；只有当vi (t) V2(V1) 时，时，状态状态2成立；成立；a+_vo(t)+_vi(t)D1D2V1V2R1R2V2 V1半导体材料及二极管半导体材料及二极管假定状态假定状态3D1截止、截止、D2导通：此时导通：此时vo(t) =va(t) = ；只有当；只有当vi (t) V1半导体材料及二极管半导体材料及二极管假定状态假定状态4D1、D2均导通：此时均导通：此时vo(t) =vi (t)；只有当；只有当 vi (t) V1半导体材料及二极管半导体材料及二极管 222212112212112212112)(,)(),()(,)(VtvVVtvRR
28、VRVRtvRRVRVRtvRRVRVRtviiiiovi(t)tV1V2vo(t)212112RRVRVR 半导体材料及二极管半导体材料及二极管其传输特性曲线：其传输特性曲线：vi(t)vo(t)V2V2212112RRVRVR 212112RRVRVR 半导体材料及二极管半导体材料及二极管3、钳位电路、钳位电路+_vo(t)+_vi (t)DCvc(t)+_分析钳位电路时二极管可以用理想开关模分析钳位电路时二极管可以用理想开关模型，也可以用恒压源模型。型，也可以用恒压源模型。半导体材料及二极管半导体材料及二极管vi(t)t-VVvc(t)vo(t)+_vo(t)+_vi (t)DCvc(t
29、)+_半导体材料及二极管半导体材料及二极管4、逻辑电路、逻辑电路分析逻辑电路时二极管一般用恒压源模型。分析逻辑电路时二极管一般用恒压源模型。VD1V1V2RVoD2半导体材料及二极管半导体材料及二极管假定状态分析法：假定状态分析法：假定状态假定状态1D1、D2均截止：此时均截止：此时Vo=V；只有当只有当V1、V2V而而V1V而而V2V时，状时，状态态4成立；虽然成立；虽然V1、V2V 但但V1V2时，状态时，状态4不成立。不成立。VD1V1V2RVoD2半导体材料及二极管半导体材料及二极管如果如果V1、V2只取只取V或或V的两种数值，且所的两种数值，且所取的数值相等，将取的数值相等，将V的数
30、值记为逻辑的数值记为逻辑1，则该电路为有，则该电路为有1为为1的的“或或”逻辑电路。逻辑电路。半导体材料及二极管半导体材料及二极管5、稳压电路、稳压电路限流电阻限流电阻R保证稳压管正常工作保证稳压管正常工作(电击电击穿而不是热击穿穿而不是热击穿)的必备措施。的必备措施。稳压管主要参数：稳压管主要参数：VZ、rZ、IZMAX、IZMIN；+_+_VIDZVIRRLRLVO+ VO半导体材料及二极管半导体材料及二极管ZMAXLMAXZZIMAXIRVRVV ZMINLMINZZIMINIRVRVV 限流电阻限流电阻R的选取：的选取：LMINZZMINZIMINLMAXZZMAXZIMAXRVIVV
31、RRVIVV 即即半导体材料及二极管半导体材料及二极管稳压管的恒压源模型稳压管的恒压源模型稳压管的折线近似模型稳压管的折线近似模型VZDZDZrZVZ半导体材料及二极管半导体材料及二极管例例1.3(p27) ：图示电路中稳压管：图示电路中稳压管2DW3的的VZ =9V，rZ=4；如果输入电压的波动；如果输入电压的波动VI/VI =10%，求输出电压的波动，求输出电压的波动VO/VO。+_+_15VDZVI60180 VO+ VO半导体材料及二极管半导体材料及二极管解：用折线近似模型代替稳压管解：用折线近似模型代替稳压管VVO18. 9159 . 3609 . 3944545 VVO0915.
32、0)5 . 1(9 . 3609 . 3 +_+_15VVI60180VO+ VO9V4半导体材料及二极管半导体材料及二极管%101. 018. 90915. 0 OOVV 实际上，正向导通的二极管也可以当作稳实际上，正向导通的二极管也可以当作稳压管使用。压管使用。作业作业(p39-42)： 1.10、1.11、1.15、1.16、1.17半导体材料及二极管半导体材料及二极管在频率很高时，二极管会失去单向导电特在频率很高时，二极管会失去单向导电特性，其原因是性，其原因是PN结存在电容效应。结存在电容效应。1、PN结的势垒电容结的势垒电容势垒电容势垒电容外加电压改变时，空间电荷外加电压改变时，空
33、间电荷区（区（PN结）内的电荷量随之改变所产生的结）内的电荷量随之改变所产生的电容效应。电容效应。五、五、PN结的电容效应及应用结的电容效应及应用半导体材料及二极管半导体材料及二极管正偏电压增大时，空间电荷区变窄，势垒正偏电压增大时，空间电荷区变窄，势垒电容增大；反偏电压增大时，空间电荷区电容增大；反偏电压增大时，空间电荷区变宽，势垒电容减小。变宽，势垒电容减小。2、PN结的扩散电容结的扩散电容扩散电容扩散电容外加正偏电压改变时，外加正偏电压改变时， PN结结外扩散区的非平衡载流子数量改变所产生的外扩散区的非平衡载流子数量改变所产生的电容效应。电容效应。反偏时扩散电容为零；反偏时扩散电容为零；
34、扩散电容与正向电流近似成正比。扩散电容与正向电流近似成正比。半导体材料及二极管半导体材料及二极管3、二极管高频小信号模型、二极管高频小信号模型势垒电容和扩散电容分别与偏压和偏流有势垒电容和扩散电容分别与偏压和偏流有关，它们都不是常数，均属于非线性电容。关，它们都不是常数，均属于非线性电容。在工作点定义增量电容（增量电容是线性在工作点定义增量电容（增量电容是线性的）：的）：QDDdvdqC 半导体材料及二极管半导体材料及二极管记增量势垒电容为记增量势垒电容为CT，增量扩散电容为，增量扩散电容为CD，则二极管高频小信号模型为：则二极管高频小信号模型为：CTCDrd半导体材料及二极管半导体材料及二极管4、变容二极管、变容二极管如果使二极管反偏，则扩散电容如果使二极管反偏，则扩散电容CD= 0，交，交流电阻流电阻rd很大，高频时起主导作用的就剩下很大，高频时起主导作用的就剩下势垒电容势垒电容CT ；因此，反偏二极管在高频时可以当作压控因此，反偏二极管在高频时可以当作压控电容来使用。电容来使用。变容二极管变容二极管专门制造当作压控电容来专门制造当作压控电容来使用的二极管。使用的二极管。