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PN结二极管的正向偏置

发布时间:2013/6/15 19:46:18 访问次数:1615

    如果给P型一侧加正的G6K-2G DC4.5电压会什么样?正如前面已经介绍过的那样,由于是加正向偏压,所以随着施加偏置电压,当然有大量的电流开始流动。在能带图上,由于纵轴是“电压×(-1)”,所以加正的电压时,P型一侧的地面就下降。这时从上面看就会发现,各处高度已经达到相等的气体的平衡状态被破坏,气体上面产生了高度差,于是就形成了图A.4那样的能带图。就是说,存在着浓度大的地方和浓度小的地方,出现了电子气从浓度大的地方(N型世界)向浓度小的地方(P型世界)扩散的电子流。
    这时,由于N型世界的电子是按指数分布的,离地面的高度上升lcm时,边缘的电子数变为2倍,上升2cm,电子数达到4倍。所以,当电位提高到18mV时电流是2倍,电位是36mV时电流是4倍,电位是54mV时电流是8倍。结果,就得到图A.5中我们熟悉的电压与电流的指数变化关系。

          
    图A.4加正向偏置    图A.5正向偏置时的电流电压特性
    由于这种电压与电流的指数变化只依赖于载流子的能量分布,所以是非常本质的现象。因此,半导体材料从硅到锗、砷化镓、锗硅等,即使材料不同,其PN结二极管也都显出指数特性。
    “由于电子气是指数分布的,所以当电位线性地变化时,电流在指数地变化。”这是第三步。

    如果给P型一侧加正的G6K-2G DC4.5电压会什么样?正如前面已经介绍过的那样,由于是加正向偏压,所以随着施加偏置电压,当然有大量的电流开始流动。在能带图上,由于纵轴是“电压×(-1)”,所以加正的电压时,P型一侧的地面就下降。这时从上面看就会发现,各处高度已经达到相等的气体的平衡状态被破坏,气体上面产生了高度差,于是就形成了图A.4那样的能带图。就是说,存在着浓度大的地方和浓度小的地方,出现了电子气从浓度大的地方(N型世界)向浓度小的地方(P型世界)扩散的电子流。
    这时,由于N型世界的电子是按指数分布的,离地面的高度上升lcm时,边缘的电子数变为2倍,上升2cm,电子数达到4倍。所以,当电位提高到18mV时电流是2倍,电位是36mV时电流是4倍,电位是54mV时电流是8倍。结果,就得到图A.5中我们熟悉的电压与电流的指数变化关系。

          
    图A.4加正向偏置    图A.5正向偏置时的电流电压特性
    由于这种电压与电流的指数变化只依赖于载流子的能量分布,所以是非常本质的现象。因此,半导体材料从硅到锗、砷化镓、锗硅等,即使材料不同,其PN结二极管也都显出指数特性。
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6-15PN结二极管的正向偏置

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