1.PN結的形成
(1)當P型半導體和N型半導體結合在一起時,由于交界面處存在 載流子濃度的差異 ,這樣電子和空穴都要 從濃度高的地方向濃度低的地方擴散 。但是,電子和空穴都是帶電的,它們擴散的結果就使P區和N區中原來的電中性條件破壞了。P區一側因失去空穴而留下不能移動的負離子,N區一側因失去電子而留下不能移動的正離子。這些不能移動的帶電粒子通常稱為 空間電荷 ,它們集中在P區和N區交界面附近,形成了一個很薄的空間電荷區,這就是我們所說的 PN結 。
(2)在這個區域內,多數載流子已擴散到對方并復合掉了,或者說消耗殆盡了,因此,空間電荷區又稱為 耗盡層 。
(3)P區一側呈現負電荷,N區一側呈現正電荷,因此空間電荷區出現了方向由N區指向P區的電場,由于這個電場是載流子擴散運動形成的,而不是外加電壓形成的,故稱為 內電場 。
(4)內電場是由多子的擴散運動引起的,伴隨著它的建立將帶來兩種影響:一是 內電場將阻礙多子的擴散 ,二是P區和N區的少子一旦靠近PN結,便在內電場的作用下漂移到對方, 使空間電荷區變窄 。
(5)因此, 擴散運動使空間電荷區加寬,內電場增強,利于少子的漂移而不利于多子的擴散;而漂移運動使空間電荷區變窄,內電場減弱,利于多子的擴散而不利于少子的漂移。
當擴散運動和漂移運動達到動態平衡時,交界面形成穩定的空間電荷區,即 PN結處于動態平衡 s。
2.PN結的單向導電性
(1) 外加正向電壓 (正偏)
在外電場作用下,多子將向PN結移動,結果使空間電荷區變窄,內電場被削弱,利于多子的擴散而不利于少子的漂移,擴散運動起主要作用。結果,P區的多子空穴將源源不斷的流向N區,而N區的多子自由電子亦不斷流向P區,這兩股載流子的流動就形成了PN結的正向電流。
(2) 外加反向電壓 (反偏)
在外電場作用下,多子將背離PN結移動,結果使空間電荷區變寬,內電場被增強,利于少子的漂移而不利于多子的擴散,漂移運動起主要作用。漂移運動產生的漂移電流的方向與正向電流相反,稱為反向電流。 因少子濃度很低,反向電流遠小于正向電流 。
當溫度時,少子濃度,反向電流不隨外加電壓而變化,故稱為 反向飽和電流 。
3.二極管的基本應用電路
(1)限幅電路---利用二極管的單向導電性和導通后兩端電壓基本不變的特點組成。
(2)箝位電路---將輸出電壓箝位在數值上。
注:黑色---輸入信號,藍色---輸出信號,波形為用EWB結果。
X7R性質:
1. 介電常數可達到3000,容溫變化率小于15%,介電損耗小于3.5%;
2. 粉體粒徑250-300nm,燒成陶瓷晶粒尺寸300-400nm。
用途:
1. 此介質材料為環保型粉料;
2. 適合于制備薄層大容量賤金屬內電極多層陶瓷電容器的生產:單層陶瓷膜片厚度5~10mm;層數從幾十到幾百層;電容量從 0.1 nF 到100 nF;
3. 由于瓷粉粒度小,分散性好,因此不需要再進行劇烈的球磨,以免改變瓷料的晶粒性質,使性能劣化。