2.2.2 PN结——电容特性.ppt

1 PN结——单向导电特性
2 PN结——伏安特性
3 PN结——电容特性
PN结及晶体二极管的特性
PN结的形成
PN结和晶体管
VD
I
反向特性
正向特性
击穿特性
PN结
伏安特性:电流随电压变化的非线性电阻特性
伏库特性:电容随电压变化的非线性电容特性
当外加电压发生变化时,空间电荷的宽度要相应地随之改变,即存储的电荷量要随之变化,如同电容充放电。
二极管的两极之间有电容,它由两部分组成:
3 PN结——电容特性
势垒电容CB
扩散电容CD
平行板电容——平行板宽度是一定的
PN结电容——空间电荷的宽度随外加电压
要相应地随之改变
A 势垒电容CB
U
P
N
+
+
+
+
+
+
+
+
空间电荷层
a. 当PN结正向偏置电压升高时
PN结变窄
空间电荷层中的电荷量减少
U+U (U>0)
P
N
+
+
+
+
空间电荷不能移动,空间电荷的减少是由于电子和空穴中和空间电荷层中的带电离子。
正向偏置电压升高——部分电子和空穴“存入”空间电荷区
b. 当PN结正向偏置电压降低时
PN结变宽
空间电荷层中的电荷量增大
U-U (U>0)
P
N
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
反向偏置电压升高——部分电子和空穴从空间电荷区“取出”
势垒电容CB
PN结交界处两端电压改变时,会引起积累在PN结的空间电荷浓度发生改变,这类似于电容的充放电现象,从而显示出PN结的电容效应,称为势垒电容。
势垒电容的充电过程:
结论:正偏V加大→空间电荷区变窄→极板距离减小→ CB ↑
反偏V加大→空间电荷区变宽→极板距离增大→CB ↓
P
N
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
B 扩散电容CD
非平衡少子的积累
P
N
+
+
+
+
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扩散区的电荷量随外电压的变化而产生的电容效应。
PN结正偏时,由N区扩散到P区的电子(非平衡少子),堆积在 P 区内紧靠PN结的附近,到远离交界面处,形成一定的浓度梯度分布曲线。电压增大,正向(扩散)电流增大。