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试验一 PN结器件电流—电压特征
一、基础原理
PN结是半导体结型器件关键，是IC电路最基础单元，很多半导体器件全部是由PN结组成。最简单结型器件是半导体二极管，依据不一样场所用途，使用不一样掺杂及材料制备工艺制成多个二极管，如整流二极管、检波二极管、光电二极管（发光二极管、光敏二极管）等；三极管和结型晶体管就是由两个PN结组成。所以深入了解和掌握PN结基础特征，是掌握和应用晶体管等结型器件基础。
PN结最关键特征是单向导电性，即含有整流特征。也就是说，正向表现低阻性，反向为高阻性。若在PN结上加上正向偏压（P区接正电压、N区接负电压）则电流和电压呈指数关系，以下式
（Ⅰ）
式中q是电子电荷，K是波尔兹曼常数，T是工作温度（K），V是外加电压，n是复合因子，依据实际测量曲线求出。伴随电压缓慢升高，电流从小急剧增大，按指数规律递增。
对于用Ⅲ-Ⅴ族宽禁带材料制成发光二极管而言，当外加电压V < V、电流很小时（I < mA）,则经过结内深能级复合占主导地位，这时n ≈2。伴随外加电压升高，PN结载流子注入以扩散电流起支配作用，I就急剧上升，这时n ≈1。依据实际测量I-V关系求得n值大小就可作为判定一个结型二极管优劣标志。
假如PN结两边外加反向偏压（P区接负压、N区接正电压）这时在PN结空间电荷层内载流子漂移运动大于扩散运动。（从P区内电子向N区运动，N区内空穴向P区运动）从而空间电荷层展宽，载流子浓度低于热平衡状态下平衡浓度。反向PN结在反偏压比较大时空间电荷区宽度
（Ⅱ）
式中，为自由空间电容率，介电常数，N0为PN结低掺杂边凈杂质浓度。所以在外加反向偏压V < VB（反向击穿电压）时，电流
I值很小，反向偏置PN结电流很小、表现很
高电阻性。
当反向偏压一旦增加到某一定值VB ，则
反向电流瞬间骤然急速增大（图所表示），这
现象叫做PN结击穿，VB称为击穿电压。
PN结之所以在正向、反向偏置下表现出
不一样电流-电压特征，关键取决于其不一样
掺杂（内因），在外加偏压作用下（外因）而
引发，外加电压是经过PN结起作用。事
实上，不一样PN结反向击穿可表现为热引发击
穿 — 热击穿，电压作用引发击穿 — 电
击穿，和这两种过程相互影响热 - 电击
穿现象。单电击穿就有雪崩击穿和隧道击穿（又称齐纳击穿）两种之分。作为整流器使用二极管，工作电压交流峰值务必小于击穿电压VB ；不然PN结就会破坏。击穿现象虽有不利首先，但我们可利用击穿电压周围电流急剧改变特征制成雪崩渡越（PIN）二极管用于光接收，隧道二极管微波功率源以实现微波振荡。对于三极管中浅结扩散、搜集结可近似看成单边突变结，其结区击穿电压大小取决于低掺杂一侧杂质浓