二极管半导体基础知识疑问
二极管半导体基础知识疑问1.Good job, 蒙健
2.疑问1:齐纳二极管因为重掺杂使得耗尽层宽,使得能级差大,所以击穿电压小?不是能级差大,所需要的能量才大吗?
答:(1)首先我们说重掺杂,因为重掺杂意味着扩散电流比较大,所以扩散电流会更快的形成,自由电子和空穴的结合也会更快,正负离子的产生也会更快,进而可以更快的达到动态平衡,导致耗尽层在很短的时间内构成,所以比较窄 (2)齐纳击穿常发生在掺杂浓度比较高的PN结中,因为此时空间电荷层比较薄,一个很小的反向电压就可以在空间电荷区内建立一个很强的电场(通常高达108V/cm)
(3)当温度升高时,电子热运动加剧,较小的反向电压就能把价电子从共价键中拉出来,所以温度上升时,击穿电压下降,也就是说,齐纳击穿具有负的温度系数。
3.疑问2:如果是这个曲线,证明温度越高,所需要的电压越高。和上面所说,温度越高所需电压越小相矛盾?
答:(1)这个曲线主要是看右边,其只是表明温度越高,其TCR即温度系数误差越大,即在高温度的时候,温度每变化1℃,其齐纳电压便宜的就越大,
4.疑问3:为什么正弦波通过小信号二极管后,其峰值会变大?不应该是减小0.7V左右吗?
答:(1)首先峰值并没有变大,峰值减小了0.7V
(2)我们这边变化的实际上是反向恢复过程的电压的变化,其根本原因是寄生电容的存在
5.疑问4:当正偏使会让顺向等效电容进行充电,当正弦波进入反向电压状态时时,二极管不能马上截止,因为正偏时的等效电容要先进行放电,需要经历一定的时间,然后又要对反偏时存在的结电容充电,充完电后才进入截止状态。这样分析对吗?先得让结电容充满电,才进入截止状态?(对的)
6.疑问5:为什么正向寄生电容比反向寄生电容还大?这样岂不是正向寄生电容为主要考虑参数?和前面所述,trr主要是因为反向寄生电容相矛盾。
答:(1)势垒电容Cb:势垒电容是由耗尽层内的空间离子电荷随外加电压变化引起的电容,用Cb表示;当外加反向电压时,Cb的变化明显,一般随反向电压的增加而减小,其值通常在0.5~100pF范围内1势垒电容的大小与PN结的结构、制作工艺和掺杂浓度有关;
(2)扩散电容Cd:扩散电容是在PN结加正向电压时,多子在扩散的过程中引起电荷积累而产生的,用Cd表示;P区的多子(空穴)进入N区后,在PN结边界处浓度较大,然后依指数规律扩散;同样,N区的多子(电子)进入P区后,在PN边界处的浓度也较高;正向电压增大时,扩散的电子和空穴的浓度梯度增加,反之减小;这种电容效应称为PN结的扩散电容(Diffusion Capacitance)
(3)当PN结处于正偏时,扩散电容的影响占主导;而反偏时,势垒电容占主导;
(4)在低频和结电容较小时,可以忽略结电容的影响,只考虑二极管的单向导电性;而在高频时,结电容的阻抗很小,可能使二极管失去单向导电性;需要说明的是,事情总是有两面性,利用PN结电容随反偏电压变化的特性可以制成变容二极管
疑问6:电源不是源源不断的给P型区提供电子吗?然后电子又和空穴结合,负离子不是会变少吗?反之n型区也是
答:(1)在正偏的时候,是这样的,正极源源不断的提供空穴等效于,负极源源不断地提供自由电子,这样正负离子肯定会越来越少,然后内置电场就会降低,最终正向导通
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