模电学习笔记（上交郑老师）1.PN结

本征激发：共价键上的电子收到热量本征激发形成自由电子，留下一个空穴，空穴也可以导电。
复合就是载流子运动的时候填补了空穴
导电性能与载流子的浓度有关。温度到一定能过的时候，等待一段时间本征激发与复合达到了动态平衡。原因是温度越高，本征激发越快。而复合的速度和载流子的浓度有相关性。本征半导体不易导电。
为了提高这种结构的导电性，我们要利用他的可掺杂性，也就形成了杂质半导体：在纯净的本征半导体中掺杂少量杂质元素。
N型半导体：掺入磷（五价元素），本征半导体的部分四价会被五价的磷元素

掺入一个就多了一个自由电子，导电性能立即增加。
这种半导体依旧只有有两种载流子（自由电子和空穴）。但自由电子非常多，上百万倍。因此自由电子是多子，空穴是少子。
这种情况下，温度对N型半导体中的多子影响不大，但是少子对温度的敏感性却很大。少子和多子增加的数目是一样的，但是因为基数不同，少子就会特别敏感，统共就那几个。
施主原子：供应载流子

P型半导体：多子是空穴，掺硼（三价电子）。把P型和N型半导体掺杂在一起就形成了PN结

由于扩散运动，N区自由电子就会向P区移动，P区空穴会向N区移动。形成空间电荷区，里面几乎没有电子，于是N与P产生电场阻止了他们继续向彼此运动
空间电荷区：耗尽层（阻挡层），也就是PN结

但不代表没有电子流过区，只要冲破壁垒就会过去。
少子在空间电场会立即流向另一端，这就是漂移运动
左右两边掺杂浓度一样的话左右两侧一样宽，否则浓度高就会窄，浓度低就会宽，这就是不对称结。

PN结的单向导电性
把PN结外加正向电压，外电场从左到右，抵消PN结的电场。因此一开始导电不通，就为死区。电阻的作用是限制最大电流（U/R）,因此以后再使用时，需要加一个限流电阻。
加反向电压时，内外电场一致，阻挡作用更大，截至能力更强。

最左端Ubr：反向击穿
（1）：雪崩击穿（掺杂浓度低时），PN结较长，就像一种链式反应，电压足够大相当于粒子加速器，直接将共价键撞开（如果温度升高，更容易本征激发，则需要的电压就越小。）
（2）：齐纳击穿：PN结很狭窄，加少部分电压，但是电场很大，克服共价键束缚，击穿PN结（如果温度升高，原子上下震动，自由电子更容易打到原子上，需要电压高是为了在短时间内加到足够的速度）

IS是反向饱和电流，ut是温度电压当量，U就是加的电压二极管中：如果给它加反向电压，反向电压在某一个范围内变化，反向电流（即此时通过二极管的电流）基本不变，好像通过二极管的电流饱和了一样，这个电流就叫反向饱和电流．其他器件中也有类似的情况．　其根本在于PN结的单向导电性。　反向电流是由少数载流子的漂移运动形成的，同时少数载流子是由本征激发产生的（当温度升高时，本征激发加强，漂移运动的载流子数量增加），当管子制成后，其数值决定于温度，而几乎与外加电压无关。在一定温度T下，由于热激发而产生的少数载流子的数量是一定的，电流的值趋于恒定，这时的电流就是反向饱和电流。

如果一个东西的电压变化，他带的电荷也变化，就反映了一个东西具有电容特性
PN结的电容效应：
1.势垒电容：势垒电容是p-n结所具有的一种电容，即是p-n结空间电荷区（势垒区）的电容；由于势垒区中存在较强的电场，其中的载流子基本上都被驱赶出去了——耗尽，则势垒区可近似为耗尽层，故势垒电容往往也称为耗尽层电容。耗尽层电容相当于极板间距为p-n结耗尽层厚度（W）的平板电容，它与外加电压V有关 (正向电压升高时，W减薄，电容增小；反向电压升高时，W增厚，电容减大)
扩散电容：在正向偏置时，P区中的电子，N区中的空穴，会伴着远离势垒区，数量逐渐减少。即离结近处，少子数量多，离结远处，少子的数量少，有一定的浓度梯度。
正向电压增加时，N区将有更多的电子扩散到P区，也就是P区中的少子----电子浓度、浓度梯度增加。同理正向电压增加时，N区中的少子—空穴的浓度、浓度梯度也要增加。相反，正向电压降低时，少子浓度就要减少。从而表现了电容的特性。

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