模电知识总结（一）

全栈程序员-用户IM • 2022年6月20日下午12:46 • 未分类

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

半导体的基本特性

半导体的物理基础：1.掺杂特性 2.热敏特性 3.光敏特性
2.
本征半导体：原子排列整齐、晶格无缺陷、纯净的半导体（在热力学温度零度，由于共价键的束缚，价电子能量无法挣脱共价键的束缚，因此晶体中没有自由电子，此时半导体相当于绝缘体。）本征半导体的导电能力很差。（载流子浓度与原子密度相比很少）
本征激发（热激发）：由热能产生电子-空穴对的现象。随着温度升高，载流子浓度（指数）增加，其电阻率的温度系数是负的，这是半导体导电与金属导电的根本不同点。（相同温度下，锗的载流子浓度大于硅。）
3.
N型半导体：在本征半导体中掺入五价元素。
P型半导体：在本征半导体中掺入三价元素。
杂质半导体中存在自由电子、空穴和杂质离子三种带电粒子，其中，自由电子和空穴是载流子，杂质离子不能移动不是载流子。多子浓度由杂志决定，少子浓度则由本征激发决定。
掺杂半导体处于一定温度平衡状态时，自由电子浓度N0和空穴浓度P0（俊臣为平衡载流子浓度）满足以下关系式 P0*N0=Ni^2 （Ni是该温度下本征载流子浓度。）
扩散电流和漂移电流（取决于少子浓度和工作温度，与外加电压的大小基本无关。）。

半导体二极管的工作原理及特性

PN结和空间电荷区【（耗尽区），同时由于空间电荷区对多子的扩散运动有阻挡作用，又称其为阻挡层、势垒区。】由于耗尽区内载流子浓度很低，所以该区域的电阻率很高，为高阻区；空间电荷区以外的区域仍处于热平衡状态，是电中性区，没有电位差，为低阻区。
2.
PN结的单向导电性：正向导通和反向截止（反向饱和电流对温度敏感，与少子浓度有关）
3.
二极管分类：1.按材料：硅管和锗管 2.按结构特点：点接触型、面接触型、平面型
4.
二极管电流方程：

二极管伏安特性曲线：
在这里插入图片描述
Vth为阈值电压（死区电压），外加电压Vd<Vth，PN结截止；Vd>Vth, PN结导通。室温下，硅管Vth=0.5V，锗管Vth=0.1V。曲线可分为正向工作区、反向工作区、反向击穿区。
5.
二极管的温度特性：温度每增加十度，硅或锗的反向饱和电流Is约增大一倍。
6.
二极管的反向击穿特性：雪崩击穿（6V以上）和齐纳击穿
7.
二极管的电容效应：
势垒电容和扩散电容，不需详细了解，有个认知即可，可自行学习。