醫(yī)學(xué)影像學(xué) PN結(jié)課件

1、三、PN結(jié)PN結(jié)：在P型和 N型半導(dǎo)體的交界面附近，形成一個具有獨特的物理特性的結(jié)。1、PN結(jié)的形成N型半導(dǎo)體：整體電中性（磷正離子、電子帶負電），載流子中電子濃度高于空穴。P 型半導(dǎo)體：整體電中性（硼負離子、空穴帶正電），載流子中空穴濃度高于電子。PN1)兩種載流子的運動擴散運動：高濃度載流子向低濃度載流子一側(cè)的擴散運動，使耗盡層變寬。漂移運動：低濃度載流子向高濃度載流子一側(cè)的漂移運動，使耗盡層變窄。動畫演示1-2PN結(jié)的形成2)空間電荷區(qū)（耗盡層）：由于擴散運動，在P 型和 N型半導(dǎo)體的交接面附近，形成了空間電荷區(qū)（電子、空穴復(fù)合），它是個高阻區(qū)，又稱阻擋層，內(nèi)部無載流子。3)內(nèi)電場的形成

2、：由于擴散運動形成了空間電荷區(qū)，電荷區(qū)兩側(cè)的正負離子形成了內(nèi)電場如上圖所示。在電場力作用下，少數(shù)載流子發(fā)生漂移。特點：內(nèi)電場阻礙了擴散運動，加強了漂移運動。PN結(jié)的形成PN結(jié)形成小結(jié)1)PN 型半導(dǎo)體特點2)兩種載流子及兩種運動形式3)空間電荷區(qū)形成4)內(nèi)電場5)PN 結(jié)形成2、PN結(jié)的單向?qū)щ娦?）PN結(jié)加正向電壓時：P區(qū)接電源正端，N區(qū)接電源負端耗盡層外電場內(nèi)電場PN結(jié)正偏內(nèi)電場耗盡層減弱變窄擴散運動加強漂移運動減弱結(jié)平衡破壞動畫演示PN2、PN結(jié)的單向?qū)щ娦酝怆娐沸纬蓸O小反向電流反向飽和電流 2）PN結(jié)加反向電壓時：P區(qū)接電源負端，N區(qū)接電源正端耗盡層內(nèi)電場外電場PN結(jié)反偏內(nèi)電場耗盡層加

3、強 變寬擴散運動難于進行漂移運動加強結(jié)平衡破壞動畫演示PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕篜N結(jié)的單向?qū)щ娦允怯珊谋M層的寬窄決定的，PN 結(jié)加正向電壓時，耗盡層變窄，呈現(xiàn)很小的正向電阻，正向電流較大：加反向電壓時，耗盡層變寬，呈現(xiàn)很大的反向電阻，反向電流很小。PN結(jié)的這種正向?qū)щ娦阅芰己?，而反向?qū)щ娦阅芎懿畹奶攸c，稱為PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴?、PN結(jié)的伏安特性曲線： （PN結(jié)外接電壓時）理論公式OA:正向特性O(shè)B:反向特性IS:反向飽和電流擊穿特性第 二節(jié) 半導(dǎo)體二極管一、二極管的結(jié)構(gòu)和符號構(gòu)成：以PN結(jié)為核心，兩端加上電極引線、管殼。結(jié)構(gòu)：點接觸型、面結(jié)合型、平面型面結(jié)合型點接觸型平面型符號如下符號二、二極管

4、的伏安特性二極管的伏安特性同PN結(jié)的伏安特性：正向特性、反向特性、擊穿特性。且隨溫度而變化。鍺管硅管0.7v0.2V1）. 正向特性 當(dāng)U0，即處于正向特性區(qū)域。正向區(qū)又分為兩段： 當(dāng)0UUth時，正向電流為零，Uth稱為死區(qū)電壓或開啟電壓。 當(dāng)UUth時，開始出現(xiàn)正向電流，并按指數(shù)規(guī)律增長。硅二極管的死區(qū)電壓Uth0.5 V左右，鍺二極管的死區(qū)電壓Uth0.1 V左右。UUU2）. 反向特性 當(dāng)U0時，即處于反向特性區(qū)域。反向區(qū)也分兩個區(qū)域： 當(dāng)UBRU0時，反向電流很小，且基本不隨反向電壓的變化而變化，此時的反向電流也稱反向飽和電流IS。 當(dāng)UUBR時，反向電流急劇增加，UBR稱為反向擊穿

5、電壓。UBRU 在反向區(qū)，硅二極管和鍺二極管的特性有所不同。硅二極管的反向擊穿特性比較硬、比較陡，反向飽和電流也很?。绘N二極管的反向擊穿特性比較軟，過渡比較圓滑，反向飽和電流較大。UBRU從擊穿的機理上看，硅二極管若|UBR|7V時，主要是雪崩擊穿；若UBR4V則主要是齊納擊穿，當(dāng)在4V7V之間兩種擊穿都有，有可能獲得零溫度系數(shù)點。 三、二極管的主要參數(shù)1、最大整流電流： 是指二極管在長期工作時，允許通過的最大正向電流。2、最高反向工作電壓： 是指二極管在長期工作時，允許通過的最大反向電壓。3、反向電流： 是指二極管未擊穿時反向電流值4、最高工作頻率： 是指二極管具有單向?qū)щ娦缘淖罡吖ぷ黝l率。

6、四、二極管的應(yīng)用 -限幅器利用二極管的單向?qū)щ娦赃_到各種限幅的目的。正向?qū)ǎ悍聪蚪刂梗弘娮韬苄。茷榻油ǖ拈_關(guān)電阻很大，近似為斷開的開關(guān) 國家標(biāo)準(zhǔn)對半導(dǎo)體器件型號的命名舉例如下： 2 A P 9用數(shù)字代表同類型器件的不同型號.用字母代表器件的類型，P代表普通管.用字母代表器件的材料，A代表N型Ge.B代表P型Ge，C代表p型Si，D代表N型Si2代表二極管，3代表三極管.五、穩(wěn)壓管1、穩(wěn)壓管：具有穩(wěn)定電壓的特點，實質(zhì)上是一個二極管，它具有陡峭的反向擊穿特性，工作在反向擊穿狀態(tài)的一個二極管。2、符號：3、原理：二極管反向擊穿時，當(dāng)反向電壓增大到一定值時，反向電流突然上升，此后當(dāng)反向電壓有極微小變化時，反向電流就會有很大的增加。穩(wěn)壓管利用了二極管的反向擊穿特性，來達到穩(wěn)壓目的。5、穩(wěn)壓管主要參數(shù)1）穩(wěn)定電壓2）工作電流3）耗散功率不被燒毀的最大耗散功率4）動態(tài)電阻動態(tài)電阻越小越好5）電壓溫度系數(shù)：受溫度影響的系數(shù)小結(jié)：PN結(jié)