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PN结及其特性详细介绍1. PN结的形成在一块本征半导体在两侧通过扩散不同的杂质,分别形成N型半导体和P型半导体。
此时将在N型半导体和P型半导体的结合面上形成如下物理过程:扩散到对方的载流子在P区和N区的交界处附近被相互中和掉，使P区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子，N区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子。
这样在两种半导体交界处逐渐形成由正、负离子组成的空间电荷区〔耗尽层〕。
由于P区一侧带负电，N区一侧带正电，所以出现了方向由N区指向P 区的内电场PN结的形成当扩散和漂移运动到达平衡后，空间电荷区的宽度和内电场电位就相对稳定下来。
此时，有多少个多子扩散到对方，就有多少个少子从对方飘移过来，二者产生的电流大小相等，方向相反。
因此，在相对平衡时，流过PN结的电流为0。
对于P型半导体和N型半导体结合面，离子薄层形成的空间电荷区称为PN结。
在空间电荷区，由于缺少多子，所以也称耗尽层。
由于耗尽层的存在，PN结的电阻很大。
PN结的形成过程中的两种运动：多数载流子扩散少数载流子飘移PN结的形成过程〔动画〕2. PN结的单向导电性PN结具有单向导电性，假设外加电压使电流从P区流到N区，PN结呈低阻性，所以电流大；反之是高阻性，电流小。
如果外加电压使PN结中：P区的电位高于N区的电位，称为加正向电压，简称正偏；P区的电位低于N区的电位，称为加反向电压，简称反偏。
(1) PN结加正向电压时的导电情况PN结加正向电压时的导电情况如下图。
外加的正向电压有一局部降落在PN结区，方向与PN结内电场方向相反，削弱了内电场。
于是,内电场对多子扩散运动的阻碍减弱，扩散电流加大。
扩散电流远大于漂移电流，可忽略漂移电流的影响，PN结呈现低阻性。
PN结加正向电压时的导电情况(2) PN结加反向电压时的导电情况外加的反向电压有一局部降落在PN结区，方向与PN结内电场方向一样，加强了内电场。
内电场对多子扩散运动的阻碍增强，扩散电流大大减小。
pn 结的基本特性是什么
pn 结的基本特性是什幺
1、正向导通，反向截止。
当正向电压达到一定值时（硅管0.7 伏，锗管0.3 伏）左右时，电流随电压成指数变化。
与电阻相比它是具有非线性特性的，因此它的特性曲线一般是非线性的。
2、有两种载流子，即电子和空穴。
3、受温度影响比较大，因为温度变化影响载流子的运动速度以及本征激发的程度，因此设计或者运用时常需要考虑温度问题。
PN 结的击穿特性
如图所示，当加在PN 结上的反向电压增加到一定数值时，反向电流突然急剧增大，PN 结产生电击穿—这就是PN 结的击穿特性。
发生击穿时的反偏电压称为PN 结的反向击穿电压VBR。
PN结的形成原理就不做过多的赘述了，只说它的击穿特性。
击穿特性只需要记住一点，那就是加上反向电压。
当PN结上加反向电压，PN结有电流流过，此时的反向电流在反向电压很小时，保持一个较小的值。
当反向电压增大到一定数值时，反向电流突然剧增，这种现象称为PN结的反向击穿。
如下图所示：。
表示。
反向击PN结出现击穿时两端所加的反向电压称为击穿电压，用VB穿又根据击穿条件不同可分为雪崩击穿和齐纳击穿两类。
(1)雪崩击穿。
当反向电压较高时，空间电荷区的电场强度增强，从而使得PN结内载流子获得很大的动能。
当它与结内原子发生直接碰撞时，将原子电离，产生新的“电子一空穴对”，这种现象叫做碰撞电离。
如果空间电荷区足够宽，载流子发生多次碰撞，碰撞电离导致空间电荷区载流子迅速增加，就像雪崩一样，称为雪崩倍增。
由于载流子雪崩倍增，使得反向电流迅速增大，从而发生击穿，这就是雪崩击穿。
(2)齐纳击穿，有些资料称之为隧道击穿。
齐纳击穿通常发生在掺杂浓度很高的PN结内。
由于掺杂浓度很高，PN结很窄，这样即使施加较小的反向电压，结层中的电场却很强。
在强电场作用下，由隧道效应，使大量电子从价带穿过禁带而进入到导带所引起的一种击穿现象。
这种情况对应的实际应用就是齐纳二极管，就是我们日常使用的稳压二极管，当反向电压增加到一定值，电流迅速增加，但是电压基本上不变。
稳压二极管如下图：上述两种电击穿过程是可逆的，当加在稳压管两端的反向电压降低后，管子仍可以恢复原来的状态。
施加反向电压，具有反向电流，肯定要发热，发热的强度直接决定管子，PN结是否损坏。
所以有一个前提条件，就是反向电流和反向电压的乘积不能大于PN结容许的最大耗散功率，如果超过超过了就会因为热量散不出去而使PN结温度上升，随着温度上升，反向饱和电流增大，如此循环，使得饱和电流无限增大（理论上），直到过热而烧毁，此时的击穿就称之为热击穿。
热击穿并不是等PN结凉下来就可以继续恢复的，它在物质结构上来讲，已经被热破坏，所以无法恢复。
PN结的击穿特性：当反向电压增大到一定值时，PN结的反向电流将随反向电压的增加而急剧增加，这种现象称为PN结的击穿，反向电流急剧增加时所对应的电压称为反向击穿电压，如上图所示，PN结的反向击穿有雪崩击穿和齐纳击穿两种。
1、雪崩击穿：阻挡层中的载流子漂移速度随内部电场的增强而相应加快到一定程度时，其动能足以把束缚在共价键中的价电子碰撞出来，产生自由电子—空穴对新产生的载流子在强电场作用下，再去碰撞其它中性原子，又产生新的自由电子—空穴对，如此连锁反应，使阻挡层中的载流子数量急剧增加，象雪崩一样。
雪崩击穿发生在掺杂浓度较低的PN结中，阻挡层宽，碰撞电离的机会较多，雪崩击穿的击穿电压高。
2、齐纳击穿：当PN结两边掺杂浓度很高时，阻挡层很薄，不易产生碰撞电离，但当加不大的反向电压时，阻挡层中的电场很强，足以把中性原子中的价电子直接从共价键中拉出来，产生新的自由电子—空穴对，这个过程称为场致激发。
一般击穿电压在6V以下是齐纳击穿，在6V以上是雪崩击穿。
3、击穿电压的温度特性：温度升高后，晶格振动加剧，致使载流子运动的平均自由路程缩短，碰撞前动能减小，必须加大反向电压才能发生雪崩击穿具有正的温度系数，但温度升高，共价键中的价电子能量状态高，从而齐纳击穿电压随温度升高而降低，具有负的温度系数。
6V左右两种击穿将会同时发生，击穿电压的温度系数趋于零。
4、稳压二极管：PN结一旦击穿后，尽管反向电流急剧变化，但其端电压几乎不变（近似为V(BR)，只要限制它的反向电流，PN结就不会烧坏，利用这一特性可制成稳压二极管，其电路符号及伏安特性如上图所示：其主要参数有：VZ 、Izmin 、Iz 、Izmax电压才能发生雪崩击穿具有正的温度系数，但温度升高，共价键中的价电子能量状态高，从而齐纳击穿电压随温度升高而降低，具有负的温度系数。
6V左右两种击穿将会同时发生，击穿电压的温度系数趋于零。
PN结的电容特性：PN结除具有非线性电阻特性外，还具有非线性电容特性，主要有势垒电容和扩散电容。
当PN结上加的反向电压增大到一定数值时，反向电流突然剧增，这种现象称为PlN结的反向击穿。
PN结出现击穿时的反向电压称为反向击穿电压，用u。
表示。
反向击穿可分为雪崩击穿和齐纳击穿两类。
(1)雪崩击穿。
当反向电压较高时，结内电场很强，使得在结内作漂移运动的少数载流子获得很大的动能。
当它与结内原子发生直接碰撞时，将原子电离，产生新的“电子一空穴对”。
这些新的“电子一空穴对”，又被强电场加速再去碰撞其他原子，产生更多的“电子一空穴对”。
如此链锁反应，使结内载流子数目剧增，并在反向电压作用下作漂移运动，形成很大的反向电流。
这种击穿称为雪崩击穿。
显然雪崩击穿的物理本质是碰撞电离。
(2)齐纳击穿。
齐纳击穿通常发生在掺杂浓度很高的PN结内。
由于掺杂浓度很高，PN结很窄，这样即使施加较小的反向电压(5v以下)，结层中的电场却很强(可达2．5×1旷V／m左右)。
在强电场作用下，会强行促使PN结内原子的价电子从共价键中拉出来，形成“电子一空穴对”，从而产生大量的载流子。
它们在反向电压的作用下，形成很大的反向电流，出现了击穿。
显然，齐纳击穿的物理本质是场致电离。
采取适当的掺杂工艺，将硅PN结的雪崩击穿电压可控制在8～1000V。
而齐纳击穿电压低于5V。
在5～8v之间丽种击穿可能同时发生。
PN结的V-I特性曲线，当PN结两端的反向电压增大到一定数值时，反向电流突然增加。
这个现象就称为PN结的反向击穿(电击穿)。
发生击穿所需的反向电压VBR称为反向击穿电压。
PN结电击穿从其产生原因又可分为雪崩击穿和齐纳击穿两种类型。
一、雪崩击穿：当PN结反向电压增加时，空间电荷区中的电场随着增强。
通过空间电荷区的电子和空穴，在电场作用下获得的能量增大，在晶体中运动的电子和空穴，将不断地与晶体原子发生碰撞，当电子和空穴的能量足够大时，通过这样的碰撞，可使共价键中的电子激发形成自由电子—空穴对，这种现象称为碰撞电离。
新产生的电子和空穴与原有的电子和空穴一样，在电场作用下，也向相反的方向运动，重新获得能量，又可通过碰撞，再产生电子—空穴对，这就是载流子的倍增效应。
