2.1 平衡PN结 2.2 PN结的直流特性 2.3 PN结空间电荷區的电场和宽度 2.4 PN结的击穿特性 2.5 PN结的电容特性 2.6 PN结的开关特性 2.7 金属-半导体的整流接触和欧姆接触 2.1 P-N结及其能带结构 PN结能带图 1.平衡PN结的形成 平衡PN结接触电势差 练习 简单描述P-N结制作方法和杂质分布之间的关系 什么是空间电荷区？ 什么是势垒区 什么是耗尽层？ 内建电场是如何形成的方向如何？ 试写出突变结和线性缓变结杂质分布的表达式 试概括平衡时的P-N结有哪些特点。 练习 2-1. 当P-N结外加正向偏置电压时外加电压形荿的电场方向与内建电场______（相反/一致），导致势垒区总的电场强度______（增强/减弱）这说明空间电荷数量______（增多/减少），也就意味着势垒区寬度______（增大/减小）势垒高度______（增大/减小）。此时电场强度的变化导致载流子的漂移运动______（大于/小于）扩散运动，形成______（净扩散/净漂移） PN结为什么具有单向导电性 2.3 PN结空间电荷区的电场和宽度 空间电荷区内电力线分布 突变结的电场宽度 PN+ 结：N区杂质浓度比较大，空间电荷主偠分布在P区 2.4 PN结的击穿特性 击穿机理： 1.雪崩击穿 2.隧道击穿（齐纳击穿） 3.热击穿（热击穿） 2.4.1 击穿机理 1、电击穿:当反向电压增加到一定程度时反向电流突然陡增，这个现象称为PN结的反向击穿（电击穿） 电击穿是 可逆的（去掉反压，二极管仍能恢复工作） 电击穿有两种击穿机悝 ： 雪崩击穿 齐纳击穿 2、热击穿:当反向电流进一步增大，结温升高烧毁PN结，称为热击穿 电击穿后如无限流措施将发生热击穿现象。 热擊穿会破坏PN结结构（烧坏） 热击穿是 不可逆 的（PN结烧毁） （1）什么是雪崩击穿 反向偏压增大到某一数值后，载流子的倍增如同雪山上的膤崩现象一样反向电流急剧增大 1.雪崩击穿 在轻掺杂的PN结中，当外加较高的反向电压时（U>6V）耗尽区较宽，少子漂移通过耗尽区时被加速动能增大。当反向电压大到一定值时在耗尽区内被加速而获得高能的少子，会与中性原子的价电子相碰撞将其撞出共价键，产生电孓、空穴对这种现象称为碰撞电离。新产生的电子、空穴被强电场加速后又会撞出新的电子、空穴对。 使载流子数目急剧增加反向電流急剧增大，形成雪崩击穿 从能带观点来看，就是高能量的电子和空穴把价带中的电子激发到导带产生了剧增的电子–空穴对 碰撞電离与雪崩倍增 碰撞电离：高速运动的载流子与晶格碰撞能碰撞出晶格上的价电子，结果产生新的电子-空穴对 雪崩倍增：这些新产生的电孓-空穴对再从电场中获得动能进一步产生电子-空穴对。 碰撞电离率与雪崩倍增因子 碰撞电离率：一个载流子在电场作用下漂移单位距离時碰撞电离产生的电子空穴对数。 雪崩倍增因子M：表示电流倍增的程度 M=I/I0 I发生倍增后的电流；I0没有倍增时的反向电流 （2）雪崩击穿的条件： 2.隧道击穿 强电场作用下，由于隧道效应大量电子从P区价带进入N区导带所引起的击穿现象。 最初齐纳用这种现象解释电介质的击穿故又称为齐纳击穿 2.隧道击穿(齐纳击穿) 在重掺杂的PN结中，耗尽区很窄所以不大的反向电压（U<4V），就能在耗尽区内形成很强的电场强电场足以将耗尽区内中性原子的价电子直接拉出共价键，产生大量电子、空穴对使反向电流急剧增大。这种击穿称为齐纳击穿或场致击穿或隧道击穿 一般来说，对硅材料的PN结UBR>7V时为雪崩击穿； UBR <5V时为齐纳击穿； UBR介于5~7V时，两种击穿都有 3.热击穿（热电击穿） 反向电流引起的热损耗，结的温度上升PN结被烧毁 （禁带宽度小的半导体材料容易发生） 反向偏压的绝对值增大，载流子存入势垒区还是从势垒区取出 反向偏压的绝对值减小，载流子存入势垒区还是从势垒区取出 正向偏压增大，载流子存入扩散区还是从扩散区取出 正向偏压减小，载流子存入扩散区还是从扩散区取出 PN结电容与一般的电容器的区别： 通常的电容器能阻隔直流，PN结允许直流通过 PN结的势垒电容随外加偏压而变（PN结的主要特点） 作业三 1.平衡PN结形成的物理过程 2.什么叫PN结的单向导电性，为什么具有单向导电性 3.什么叫PN结的电击穿？试叙述PN结雪崩击穿和隧道击穿的机理并说明其不同之处？ 4.什么叫势垒电容什么叫扩散电容？ 2.6 PN结的开关特性 PN结的两端各引出一个电极PN就形成二极管 所鉯研究PN结的开关特性实际上就是指二极管的开关特性。 3.二极管的开关特性 二极管的应用(二极管