PN结特性

PN结的单向导电性

PN结加正向电压

外加电源的正极接到PN结的P端，负极接到PN结的N端。此时外加电场和内电场方向相反，使得扩散作用加强，漂移运动减弱，扩散电流大于漂移电流，PN结内的电流主要由扩散电流决定（正向电流），空间电荷区数目减少，空间电荷区变窄，内电场减弱。正偏的PN结表现为一个很小的电阻。

PN结外加反向电压

外加电源的正极接到PN结的N端，负极接到PN结的P端。此时外加电场和内电场方向相同，扩散作用减弱，漂移运动加强，扩散电流低于漂移电流，PN结内的电流主要由少子的漂移电流决定（反向电流），空间电荷数目增多，空间电荷区变宽，内电场加强。由于少子是由本征激发产生的，浓度较小，因此PN结反向电流远小于正向电流，在一定温度下，少子的浓度基本不变，PN结反向电流几乎与外加反向电压无关，又称反向饱和电流Is，与温度有关。反偏的PN结基本上是截止的，表现为很大的电阻

由此可见，PN结具有单向导电性。外加正向电压时，电阻很小，正向电流是多子的扩散电流，数值很大，PN结导通；外加反向电压时，电阻很大，反向电流是少子的漂移电流，数值很小，PN结几乎截止。

PN结的伏安特性

PN结外加电压U和流过PN结的电流I之间的关系曲线

U的参考方向为P区正，N区负，I的参考方向为P区指向N区，Is在数值上等于反向饱和电流

k:玻尔兹曼常数 T热力学温度 q电子电荷量。

正向特性
U>0,在U大于一定数值后，PN结的正向电流I随正向电压U按指数变化。
反向特性
U<0，反向电压达到一定值后，PN结只流过很小的反向饱和电流，反向电流与反向电压的大小基本无关。

Is的数值取决于平衡状态下的少子数量，当温度升高时，半导体中本征激发增强，少子数量增多，故反向饱和电流增多，且温度升高，正向压降减小。
击穿特性
当加到PN结上的反向电压超过一定数值后，反向电流急剧增多，这种现象称为PN结的反向击穿。
齐纳击穿：在掺杂浓度较高的情况下，空间电荷区很薄，不大的反向电压就可以在耗尽区形成很强的电场，强电场作用下，可以把电子从共价键中拉出来形成大量的电子空穴对，使得反向电流急剧增大。
雪崩击穿：在掺杂浓度较低的情况下，随着PN结反向电压的增大，空间电荷区的电场增强，使得漂移过空间电荷区的少数载流子获得足够大的能量，他们把共价键中的价电子撞出来，产生新的电子空穴对，形成连锁反应，造成载流子倍增，反向电流加大。
只要PN结不因电流过大导致过热而损坏，当外加反向电压降低于击穿电压时，PN结的性能可以恢复，这种击穿叫电击穿，是可逆的。
当反向电流过大，消耗在PN结上的功率就越大，引起PN结温度过大，导致PN结损坏，这种击穿叫做热击穿，热击穿是不可逆的。

PN结的电容效应

势垒电容：与PN结的截面积呈正比，与空间电荷区的宽度呈反比
当PN结外加电压的极性和大小发生变化时，空间电荷区里存储的空间电荷量随之变化，空间电荷区的宽度也随之变化，这种和电容的充放电过程相似，PN结的这种效应称为：势垒电容。
扩散电容：与PN结的正向电流近似呈正比
当PN结外加正向电压时，N区的多子电子扩散到P区后称为P区的非平衡少子。他们逐渐和P区的空穴复合，在P区形成浓度梯度，靠近空间电荷区交界面的地方浓度高，远离交界面的地方浓度低，N区也同样，形成了浓度梯度。
当所加正向电压增大时，浓度分布曲线上移，当正向电压减小时，浓度分布曲线下移，扩散区内电荷的积累和释放过程与电容充放电过程相似，这种效应称为扩散电容。
小结：只有在高频情况下才考虑结电容的作用，当正向偏置时，扩散电容起主要作用；当反向偏置时，势垒电容起主要作用。

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