1.PN結(jié)的形成
(1)當(dāng)P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起時,由于交界面處存在 載流子濃度的差異 ,這樣電子和空穴都要 從濃度高的地方向濃度低的地方擴(kuò)散 。但是,電子和空穴都是帶電的,它們擴(kuò)散的結(jié)果就使P區(qū)和N區(qū)中原來的電中性條件破壞了。P區(qū)一側(cè)因失去空穴而留下不能移動的負(fù)離子,N區(qū)一側(cè)因失去電子而留下不能移動的正離子。這些不能移動的帶電粒子通常稱為 空間電荷 ,它們集中在P區(qū)和N區(qū)交界面附近,形成了一個很薄的空間電荷區(qū),這就是我們所說的 PN結(jié) 。
(2)在這個區(qū)域內(nèi),多數(shù)載流子已擴(kuò)散到對方并復(fù)合掉了,或者說消耗殆盡了,因此,空間電荷區(qū)又稱為 耗盡層 。
(3)P區(qū)一側(cè)呈現(xiàn)負(fù)電荷,N區(qū)一側(cè)呈現(xiàn)正電荷,因此空間電荷區(qū)出現(xiàn)了方向由N區(qū)指向P區(qū)的電場,由于這個電場是載流子擴(kuò)散運動形成的,而不是外加電壓形成的,故稱為 內(nèi)電場 。
(4)內(nèi)電場是由多子的擴(kuò)散運動引起的,伴隨著它的建立將帶來兩種影響:一是 內(nèi)電場將阻礙多子的擴(kuò)散 ,二是P區(qū)和N區(qū)的少子一旦靠近PN結(jié),便在內(nèi)電場的作用下漂移到對方, 使空間電荷區(qū)變窄 。
(5)因此, 擴(kuò)散運動使空間電荷區(qū)加寬,內(nèi)電場增強(qiáng),利于少子的漂移而不利于多子的擴(kuò)散;而漂移運動使空間電荷區(qū)變窄,內(nèi)電場減弱,利于多子的擴(kuò)散而不利于少子的漂移。
當(dāng)擴(kuò)散運動和漂移運動達(dá)到動態(tài)平衡時,交界面形成穩(wěn)定的空間電荷區(qū),即 PN結(jié)處于動態(tài)平衡 s。
2.PN結(jié)的單向?qū)щ娦?nbsp;
(1) 外加正向電壓 (正偏)
在外電場作用下,多子將向PN結(jié)移動,結(jié)果使空間電荷區(qū)變窄,內(nèi)電場被削弱,利于多子的擴(kuò)散而不利于少子的漂移,擴(kuò)散運動起主要作用。結(jié)果,P區(qū)的多子空穴將源源不斷的流向N區(qū),而N區(qū)的多子自由電子亦不斷流向P區(qū),這兩股載流子的流動就形成了PN結(jié)的正向電流。
(2) 外加反向電壓 (反偏)
在外電場作用下,多子將背離PN結(jié)移動,結(jié)果使空間電荷區(qū)變寬,內(nèi)電場被增強(qiáng),利于少子的漂移而不利于多子的擴(kuò)散,漂移運動起主要作用。漂移運動產(chǎn)生的漂移電流的方向與正向電流相反,稱為反向電流。 因少子濃度很低,反向電流遠(yuǎn)小于正向電流 。
當(dāng)溫度時,少子濃度,反向電流不隨外加電壓而變化,故稱為 反向飽和電流 。
3.二極管的基本應(yīng)用電路
(1)限幅電路---利用二極管的單向?qū)щ娦院蛯?dǎo)通后兩端電壓基本不變的特點組成。
(2)箝位電路---將輸出電壓箝位在數(shù)值上。
注:黑色---輸入信號,藍(lán)色---輸出信號,波形為用EWB結(jié)果。
X7R性質(zhì):
1. 介電常數(shù)可達(dá)到3000,容溫變化率小于15%,介電損耗小于3.5%;
2. 粉體粒徑250-300nm,燒成陶瓷晶粒尺寸300-400nm。
用途:
1. 此介質(zhì)材料為環(huán)保型粉料;
2. 適合于制備薄層大容量賤金屬內(nèi)電極多層陶瓷電容器的生產(chǎn):單層陶瓷膜片厚度5~10mm;層數(shù)從幾十到幾百層;電容量從 0.1 nF 到100 nF;
3. 由于瓷粉粒度小,分散性好,因此不需要再進(jìn)行劇烈的球磨,以免改變瓷料的晶粒性質(zhì),使性能劣化。