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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


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


由于PN結多子的擴散運動,P區與N區原本的電中性被被破壞,兩區交界處形成耗盡層,耗盡層中的內建電場使少子產生漂移運動,同時阻止多子擴散,最終達到動態平衡,PN結中無電流通過。


內建電場產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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單向導電性:


1、加正向電壓(P->N):勢壘區變窄,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結呈現導通狀態(正向運用時存在門限電壓,外加電壓超過這一數值電流才明顯增長)。


2、加反向電壓(N->P):勢壘區變寬,擴散電流趨于零,此時通過PN結的電流為漂移電流,即反向飽和電流(與溫度相關,溫度每升高10攝氏度,反向飽和電流增大一倍),PN結呈現截止狀態。


2、三極管


三極管由兩個通過基區耦合的PN結組成,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下的NPN型三極管載流子的傳輸過程(N區多子為電子,P區多子為空穴),其中I_En為發射結電子注入電流,I_Ep為發射結空穴注入電流,I_Cn為集電結電子注入電流,I_Bn為基區復合電流,I_CBO為反向飽和電流。


2、由于發射結正偏,利于兩端多子的擴散運動,形成I_En與I_Ep,且由于發射區重摻雜、基區輕摻雜,故I_En 遠大于 I_Ep;注入基區的電子邊擴散邊復合基區空穴,并從基極吸引空穴來補充,形成I_Bn;由于集電結反偏,擴散到集電結附近的電子由于強電場力的作用越過集電結,形成I_Cn;集電結的反偏形成了反向飽和電流I_CBO,該電流與發射結無關,對三極管放大作用有害。

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