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三極管與二極管的不同特性

2022-06-22 10:16:42  

1、二極管


  • 在一塊本征半導(dǎo)體中的兩邊摻以不同的雜質(zhì),使其分別形成P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體,兩區(qū)交界處形成PN結(jié)(耗盡層,又稱勢壘區(qū))。


由于PN結(jié)多子的擴散運動,P區(qū)與N區(qū)原本的電中性被被破壞,兩區(qū)交界處形成耗盡層,耗盡層中的內(nèi)建電場使少子產(chǎn)生漂移運動,同時阻止多子擴散,最終達(dá)到動態(tài)平衡,PN結(jié)中無電流通過。


內(nèi)建電場產(chǎn)生的勢壘電壓由制作材料決定,硅材料為[0.6,0.8],鍺材料為[0.2,0.3]。

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1、加正向電壓(P->N):勢壘區(qū)變窄,多子擴散電流隨外加電壓增加迅速上升,少子漂移電流對總電流影響可以忽略不計,PN結(jié)呈現(xiàn)導(dǎo)通狀態(tài)(正向運用時存在門限電壓,外加電壓超過這一數(shù)值電流才明顯增長)。


2、加反向電壓(N->P):勢壘區(qū)變寬,擴散電流趨于零,此時通過PN結(jié)的電流為漂移電流,即反向飽和電流(與溫度相關(guān),溫度每升高10攝氏度,反向飽和電流增大一倍),PN結(jié)呈現(xiàn)截止?fàn)顟B(tài)。


2、三極管


三極管由兩個通過基區(qū)耦合的PN結(jié)組成,與二極管相比具有完全不同的特性。


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1、圖中展示了工作在放大狀態(tài)下的NPN型三極管載流子的傳輸過程(N區(qū)多子為電子,P區(qū)多子為空穴),其中I_En為發(fā)射結(jié)電子注入電流,I_Ep為發(fā)射結(jié)空穴注入電流,I_Cn為集電結(jié)電子注入電流,I_Bn為基區(qū)復(fù)合電流,I_CBO為反向飽和電流。


2、由于發(fā)射結(jié)正偏,利于兩端多子的擴散運動,形成I_En與I_Ep,且由于發(fā)射區(qū)重?fù)诫s、基區(qū)輕摻雜,故I_En 遠(yuǎn)大于 I_Ep;注入基區(qū)的電子邊擴散邊復(fù)合基區(qū)空穴,并從基極吸引空穴來補充,形成I_Bn;由于集電結(jié)反偏,擴散到集電結(jié)附近的電子由于強電場力的作用越過集電結(jié),形成I_Cn;集電結(jié)的反偏形成了反向飽和電流I_CBO,該電流與發(fā)射結(jié)無關(guān),對三極管放大作用有害。

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