击穿电压的温度特性

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击穿电压温度系数

击穿电压温度系数
其中,V1是初始温度下的击穿电压,V2是变化后的温度下的击穿电压,ΔT是温度变化量。
击穿电压温度系数
击穿电压温度系数的数值可以为正数、负数或零。正数表示击穿电压随温度升高而增加, 负数表示击穿电压随温度升高而减小,零表示击穿电压与温度无关。
对于电气绝缘材料来说,较小的击穿电压温度系数通常是理想的,因为它意味着材料在不 同温度下都能保持较稳定的击穿电压。这对于确保电气设备的可靠性和安全性非常重要。
需要注意的是,击穿电压温度系数是一个材料特性,不同材料的系数可能会有所差异。因 此,在选择和设计电气绝缘材料时,击穿电压温度系数也是一个需要考虑的因素。
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击穿电压温度系数
击穿电压温度系数是指材料的击穿电压随温度变化的程度。它通常用来描述材料在不同温 度下的电气绝缘性能。
击穿电压是指在电场作用下,材料发生击穿的最小电压。一般来说,材料的击穿电压与温 度有一定的关系,随着温度的升高或降低,击穿电压可能会发生变化。
击穿电压温度系数可以用以下公式表示: Temperature Coefficient of Breakdown Voltage (TCBV) = (V2 - V1) / (V1 * ΔT)

影响固体介质击穿电压的主要因素

影响固体介质击穿电压的主要因素

击穿电压的主要因素影响固体介质击穿电压的因素甚多,下面介绍几种主要的影响因素。

电压作用时间如果电压作用时间很短(例如以下),固体介质的击穿往往是电击穿,击穿电压当然也较高。

随着电压作用时间的增长,击穿电压将下降,如果在加电压后数分钟到数小时才引起击穿,则热击穿往往起主要作用。

不过二者有时很难分清,例如在工频交流耐压试验中的试品被击穿,常常是电和热双重作用的结果。

电压作用时间长达数十小时甚至几年才发生击穿时,大多属于电化学击穿的范畴。

以常用的油浸电工纸板为例,在图中,以频击穿电压(峰值)作为基准值,纵坐标以标么值来表示。

电击穿与热击穿的分界点时间约在之间,作用时间大于此值后,热过程和电化学作用使得击穿电压明显下降。

不过击穿电压与更长时间(图中达数百小时)的击穿电压相差已不太大,所以通常可将频试验电压作为基础来估计固体介质在工频电压作用下长期工作时的热击穿电压。

许多有机绝缘材料的短时间电气强度很高,但它们耐局部放电的性能往往很差,以致长时间电气强度很低,这一点必须予以重视。

在那些不可能用油浸等方法来消除局部放电的绝缘结构中(例如旋转电机),就必须采用云母等耐局部放电性能好的无机绝缘材料。

图油浸电工纸板的击穿电压与加电压时间的关系时电场均匀程度和介质的厚度处于均匀电场中的固体介质,其击穿电压往往较高,且随介质厚度的增加近似地成线性增大若在不均匀电场中,介质厚度增加将使电场更不均匀,于是击穿电压不再随厚度的增加而线性上升。

当厚度增加使散热困难到可能引起热击穿时,增加厚度的意义就更小了。

高压电器稳定性试验新技术、新设备应用与操作及检验标准实务全书常用的固体介质一般都含有杂质和气隙,这时即使处于均匀电场中,介质内部的电场分布也是不均匀的,最大电场强度集中在气隙处,使击穿电压下降。

如果经过真空干燥、真空浸油或浸漆处理,则击穿电压可明显提高。

频率在电击穿区域内,如果频率的变化不造成电场均匀度的改变,则击穿电压与频率几乎无关。

pn结的特性,PN结的击穿特性,PN结的电容特性

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pn结的特性,PN结的击穿特性,PN结的电容特性
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。

固体电介质的击穿特性

固体电介质的击穿特性
普遍规律:任何介质的击穿总是从电气性能最薄 弱的缺陷处发展起来的,这里的缺陷可指电场的 集中,也可指介质的不均匀性
一、固体电介质的击穿过程
1. 固体电介质击穿特性的划分
击穿电压为一分钟耐压的百分比数(%) 15.3
500
450 400
350
300 250
区域A 区域B Φ50
200
区域C
150 100
Cathode
- +- ++ -




Anode


时,散出的热量Q与介质中最高温度tm的关系
θ 12 3
4 b
a
0 t0 ta
tk
tb
tm
不同外施电压下介质发热散热与介质温度的关系
曲线 1:
发热永远大于散热,介质温度将不断升高,在电压U1 下最终必定发生热击穿
θ 12 3 4 b
a
0 t0 ta
tk
tb
tm
不同外施电压下介质发热散热与介质温度的关系
(c)
异极性空间电荷的积累
概念:电介质在外加电场的 作用下,在金属电极与电介 质之间的界面上积聚了与施 加在该电极上的电压极性相 反的电荷,这些电荷称为异 极性空间电荷
特点:异极性空间电荷增强 金属电极与介质间的界面场 强,结果可导致介质整体击 穿电压的降低,如(b)所示 。当极性翻转时,可导致击 穿电压升高,如(c)所示
平衡点
ta<t<tb : 不 会 发 生 热 击 穿 ,介质温度将稳定在ta
不同外施电压下介质发热散热 与介质温度的关系
曲线 2:
与直线4相切,U2为临界热击穿电压;tk为临界热击穿温 度

击穿电压和温度的关系

击穿电压和温度的关系

击穿电压和温度的关系有趣的是,温度对击穿电压的影响就像是夏天的冰淇淋,越热越融化。

电气设备在高温环境下工作,击穿电压可能就会降低,这对设备的安全性可不是个好消息,简直让人捏一把冷汗。

想想看,要是电线在高温下乱来,整个电路就像是一场失控的派对,随时都有可能烧掉一片!咱们还得考虑材料的种类,不同的材料在高温下的表现也千差万别。

就像水果沙拉,香蕉和苹果在高温下的反应可完全不同。

绝对不能一概而论,得根据具体情况来分析。

咱们再来看看实际应用。

工厂、发电站,这些地方可不敢大意,得时时关注温度变化。

要是环境温度升高,电气设备的绝缘性能就可能下降,击穿电压就变得不靠谱,可能会引发短路,结果一发不可收拾。

就像开车上路,突然发现刹车失灵,吓得你冷汗直流。

大家都知道,电气安全无小事,任何小失误都可能引发严重后果。

不仅如此,咱们还得考虑击穿电压的测试。

这就像考试,考得好,大家都高兴。

测试的时候,温度控制非常关键。

要是温度不稳定,测试结果可能就是一场空。

就像人说的,七分靠打工,三分靠运气。

科学实验更是如此,细节决定成败,不能马虎。

再说说,电力系统的设计,工程师们真是脑袋打结。

设计的时候,温度变化的影响得考虑得细致入微。

可别小看了这个温度,可能在不经意间,就把原本完美的设计搞得一团糟。

就像在做饭,温度一不小心掌握不好,菜就变得焦了。

为了确保系统的安全性,通常会在设计中加入一些冗余措施。

这就像买保险,虽然希望永远用不上,但有备无患,总是好的。

科学家们也没有停下脚步,关于击穿电压和温度的研究一直在深入。

很多新材料被研发出来,有些甚至在高温下依然能保持很高的击穿电压。

这就像给你的电器穿上了防火服,真是个好消息!未来的电力系统可能会变得更加安全和可靠,让我们生活得更安心。

不过,咱们也不能忽视个人的用电安全。

家庭用电也是有温度变化的,夏天空调开得猛,电线可能就得受委屈。

大家在使用电器的时候,还是得多留个心眼。

用点儿心,少点儿麻烦,安全用电,人人有责嘛。

pn节的知识

pn节的知识

[编辑本段]PN结(PN junction)采用不同的掺杂工艺,通过扩散作用,将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结。

PN 结具有单向导电性。

P是positive的缩写,N是negative的缩写,表明正荷子与负荷子起作用的特点。

一块单晶半导体中,一部分掺有受主杂质是P型半导体,另一部分掺有施主杂质是N型半导体时,P 型半导体和N型半导体的交界面附近的过渡区称为PN结。

PN结有同质结和异质结两种。

用同一种半导体材料制成的PN 结叫同质结,由禁带宽度不同的两种半导体材料制成的PN结叫异质结。

制造PN结的方法有合金法、扩散法、离子注入法和外延生长法等。

制造异质结通常采用外延生长法。

P型半导体(P指positive,带正电的):由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的三价元素组成,会在半导体内部形成带正电的空穴;N型半导体(N指negative,带负电的):由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的五价元素组成,会在半导体内部形成带负电的自由电子。

在P 型半导体中有许多带正电荷的空穴和带负电荷的电离杂质。

在电场的作用下,空穴是可以移动的,而电离杂质(离子)是固定不动的。

N 型半导体中有许多可动的负电子和固定的正离子。

当P型和N型半导体接触时,在界面附近空穴从P 型半导体向N型半导体扩散,电子从N型半导体向P型半导体扩散。

空穴和电子相遇而复合,载流子消失。

因此在界面附近的结区中有一段距离缺少载流子,却有分布在空间的带电的固定离子,称为空间电荷区。

P 型半导体一边的空间电荷是负离子,N 型半导体一边的空间电荷是正离子。

正负离子在界面附近产生电场,这电场阻止载流子进一步扩散,达到平衡。

在PN结上外加一电压,如果P型一边接正极,N型一边接负极,电流便从P 型一边流向N型一边,空穴和电子都向界面运动,使空间电荷区变窄,电流可以顺利通过。

如果N型一边接外加电压的正极,P型一边接负极,则空穴和电子都向远离界面的方向运动,使空间电荷区变宽,电流不能流过。

击穿电压是正温度系数

击穿电压是正温度系数1.引言1.1 概述概述在电子工程中,击穿电压是一个重要的概念。

击穿电压是指当电子器件或电路中的电压超过了其设计或额定值时,会导致电子器件或电路发生电击穿并失去正常工作功能的情况。

由于电子器件的内部结构和材料特性的不同,击穿电压也会有所差异。

本文将探讨击穿电压与正温度系数的关系。

正温度系数是指随着温度的升高,电阻值的增加。

与击穿电压相关的正温度系数是指在高温环境下,电子器件的击穿电压随着温度的升高而增加的现象。

在正文部分,我们将详细介绍什么是击穿电压以及正温度系数与击穿电压的关系。

最后,我们将总结击穿电压的正温度系数特性,并探讨其对于电子器件的应用意义。

通过本文的阐述,我们将更好地理解并应用击穿电压的正温度系数特性。

1.2文章结构文章结构部分的内容:本文将按照以下结构进行论述。

首先,在引言部分将概述本文的主要内容以及文章的目的。

接着,在正文部分将分为两个部分进行论述。

首先,我们将解释何为击穿电压,并介绍其基本概念和特性。

然后,我们将探讨正温度系数与击穿电压之间的关系,并深入分析其原因和影响因素。

最后,在结论部分,我们将总结击穿电压的正温度系数特性,并探讨其在电子器件中的应用意义。

通过这个结构,我们希望读者能够全面了解击穿电压的正温度系数特性,并认识到其在电子器件中的重要性和应用价值。

目的部分的内容应该对本篇文章的主要目标进行阐述和说明。

根据文章目录和标题中的关键词,可以推断本篇文章的目的是探讨击穿电压与正温度系数之间的关系,并分析其对电子器件的应用意义。

可以使用以下内容作为1.3 目的部分的内容:1.3 目的在电子器件的设计和应用过程中,了解电器件的特性和性能对于确保器件的稳定工作至关重要。

本篇文章的目的是探讨击穿电压与正温度系数之间的关系,并分析其对于电子器件的应用意义。

具体目标如下:1. 研究击穿电压的概念和定义,深入了解它在电子器件中的重要性和作用。

2. 探讨正温度系数在电子器件中的意义和应用。

雪崩二极管的击穿电压

雪崩二极管的击穿电压
摘要:
1.雪崩二极管的概念及特点
2.雪崩击穿的原理
3.齐纳击穿的原理
4.雪崩二极管的击穿电压与温度关系
5.雪崩二极管的应用
正文:
雪崩二极管是一种半导体器件,具有单向导电性。

当反向电压增大到一定程度时,反向电流会突然增加,这种现象称为雪崩击穿。

雪崩二极管的击穿电压较低,可以在高速、高频率电路中使用。

雪崩击穿的原理是由于反向电压增大时,PN 结内的载流子倍增,形成自由电子- 空穴对。

新产生的载流子又通过碰撞产生自由电子- 空穴对,这就是倍增效应。

这种效应使得反向电流迅速增大,导致击穿。

齐纳击穿是另一种击穿现象,与雪崩击穿不同。

齐纳击穿是在高的反向电压下,PN 结中存在强电场,它能够直接破坏共价键,将束缚电子分离来形成电子- 空穴对,形成大的反向电流。

齐纳击穿需要的电场强度很大,只有在杂质浓度特别大的PN 结中才做得到。

雪崩二极管的击穿电压与温度有关。

温度升高会使晶格的热振动加剧,使载流子运动的平均自由程缩短。

为了达到碰撞电离的速度,需要提高外界电压,即提高加速度。

这样就导致雪崩击穿电压随温度升高而增大,具有正温度系数。

雪崩二极管广泛应用于高速、高频率电路中,例如在光电二极管、超突变结构变容二极管等领域。

温度对齐纳击穿和雪崩击穿电压的影响

齐纳击穿发生在高掺杂浓度的PN结中,当PN结的掺杂浓度很高时,阻挡层很薄,载流子在阻挡层内与中性原子相碰撞的机会极小,因而不容易发生碰撞电离。

但是,在这种阻挡层内,只要加上不大的反向电压,就能建立很强的电场,足以把阻挡层内的中性原子的价电子直接从共价键中拉出来,产生自由电子—空穴对。

这个过程称为场致激发。

随着温度的升高,被束缚在共价键上的价电子具有较高的能量状态,因而,在电场作用下,比较容易挣脱共价键的束缚,产生自由电子—空穴对,形成场致激发。

所以齐纳击穿电压随温度升高而降低,具有负的温度系数。

雪崩击穿都发生在掺杂浓度较低的PN结中。

这种结的阻挡层很宽,随着反向电压的增大,阻挡层内部的电场增强,通过阻挡层的载流子在电场作用下的漂移速度加快,动能增大。

当反向电压大到一定数值时,载流子获得的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。

这个过程称为碰撞电离。

新产生的自由电子—空穴对,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,像雪崩一样,所以称为雪崩击穿。

随着温度的升高,晶格的热振动加剧,致使载流子运动的平均自由路程缩短。

因此,在与原子碰撞前由外加电场加速获得的能量减小,发生碰撞电离的可能性也相应减小。

在这种情况下,只有提高反向电压,进一步增强电场,才能发生雪崩击穿。

因此雪崩击穿电压随温度升高而提高,具有正的温度系数。

(引自《电子线路》第二版,谢嘉奎主编,高等学校教材)。

空气间隙的击穿电压

空气间隙的击穿电压1. 引言在电气工程中,空气间隙的击穿电压是一个重要的参数。

了解和研究空气间隙的击穿电压对于设计和评估高压设备的性能至关重要。

本文将深入探讨空气间隙的击穿电压及其相关概念、影响因素以及应用。

2. 空气间隙的定义与概念空气间隙指两个导体之间没有任何绝缘材料填充,而是由空气填充的区域。

在高压设备中,通常存在着许多这样的空气间隙,如绝缘子、开关、断路器等。

击穿电压是指当施加在两个导体之间的电场强度达到一定值时,空气间隙内发生放电现象并导致绝缘失效所需的最小电压。

这个最小电压即为击穿电压。

3. 影响因素空气间隙的击穿电压受多种因素影响,主要包括以下几点:3.1 介质特性介质特性是指填充在空气间隙中的介质的性质,如气体、液体等。

不同的介质具有不同的击穿电压。

在空气间隙中,由于空气是常见的介质,因此我们更关注空气对击穿电压的影响。

3.2 电极形状和尺寸电极形状和尺寸对于空气间隙的击穿电压也有很大影响。

一般来说,电极之间距离越小,击穿电压越低;而电极形状越尖,击穿电压也越低。

3.3 温度温度是影响空气间隙击穿电压的重要因素之一。

通常情况下,温度升高会导致击穿电压降低。

3.4 湿度湿度是指环境中水分含量的多少,也会对空气间隙的击穿电压产生影响。

湿度较高时,水分分子会增加空气中导电性能,从而降低了击穿电压。

4. 应用了解和研究空气间隙的击穿电压在以下方面具有重要应用:4.1 设备设计在高压设备的设计中,了解空气间隙的击穿电压可以帮助工程师选择适当的电极距离、形状和尺寸,以确保设备在正常工作条件下不会发生击穿。

4.2 绝缘性能评估对于已经投入使用的高压设备,定期检测空气间隙的击穿电压可以评估其绝缘性能是否符合要求,及时发现潜在故障点,并采取相应措施修复。

4.3 安全标准制定空气间隙的击穿电压也是制定安全标准的重要依据之一。

根据不同应用场景和设备类型,制定相应的安全标准和规范,确保设备运行过程中不会发生危险事故。

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三、 热平衡载流子浓 温度一定时,半导体中的本征激发和复合会在某一平 度
衡载流子浓度值上达到动态平衡。
此时热平衡载流子浓度为:
ni AT e
Eg0 3 / 2 2 kT
1.1.2 杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量的杂质,就会使 半导体的导电性能发生显著变化。成为杂质半导体
N 型半导体:掺入五价元素的杂质,可使晶体自由 电子浓度大大增加,也称为(电子型 半导体)。 P 型半导体:掺入三价元素的杂质,可使晶体空穴浓 度大大增加,也称为(空穴型半导体)。
第一章 晶 体 二 极 管
晶体二极管

结构示意图

典型的封装形式
1.1 半导体物理基础知识
半导体:有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体 之间,称为半导体,如锗、硅、砷化镓和 一些硫化物、氧化物等。
半导体的特点:
当受外界热和光的作用时,它的导电能力明显变化。 往纯净的半导体中掺入某些杂质,会使它的导电能 力明显改变。 半导体的电阻率为10-3~10-9 *cm。
N 型半导体中的 自由电子浓度大 大增加,而空穴 浓度由于和自由 电子复合机会变 大,浓度反而变 小。
掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度,所以,自由电子浓 度远大于空穴浓度。自由电子称为多数载流子(多子),空穴 称为少数载流子(少子)。
二、P 型半导体
在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素,如硼(或 铟),晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代,硼 原子的最外层有三个价电子,与相邻的半导体原子形 成共价键时,产生一个空穴。这个空穴可能吸引束缚 电子来填补,使得硼原子成为不能移动的带负电的离 子。由于硼原子接受电子,所以称为受主原子。 P型半导体中的空 穴浓度大大增加, 而自由电子浓度 由于和空穴复合 机会变大,浓度 反而变小。 P 型半导体中空穴是多子,电子是少子。
一、 漂移和漂移电流
在外电场作用下,载流子将产生定向运动,其中自由电子逆电场 运动,空穴顺电场运动。载流子的这种定向运动称为漂移运动,由 它产生的电流称为漂移电流。 迁移率:单位场强下的平均漂移速度,与温度、掺杂浓度等有关。
二、扩散和扩散电流
如图所示,半导体中任一假想面 两侧存在浓度差,则从浓度大的 一面流向浓度小的一面的载流子 将多于从浓度小的一面流向浓度 大的一面的载流子,从而造成载 流子沿x方向的净流动。这种由浓 度差而引起的载流子的运动称为 扩散运动,并形成相应的扩散电 流。扩散电流是半导体区别于导 体的特有电流。
它们称为单晶,是制造半导体的基本材料。
本征半导体——化学成分纯净的半导体。 制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到 99.9999999%,常称为“九个9”。它在物理结 构上呈单晶体形态。
二、 本征激发和复合
当导体处于热力学温度0 K时,导体中没有自由电子。当 温度升高或受到光的照射时,价电子能量增高,有的价 电子可以挣脱原子核的束缚,而参与导电,成为自由电 子。这一现象称为本征激发(也称热激发)。自由电子 产生的同时,在其原来的共价键中就出现了一个空位, 原子的电中性被破坏,呈现出正电性,其正电量与电子 的负电量相等,人们常称呈现正电性的这个空位为空穴。
因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的, 称为电子空穴对。游离的部分自由电子也可能回到空穴 中去,称为复合,
本征半导体的导电机理
自由电子的定向运动形成了电子电流,空穴的定 向运动也可形成空穴电流,它们的方向相反。
本征半导体中电流由两部分组成:
1. 自由电子移动产生的电流。
2. 空穴移动产生的电流。 本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。 温度越高,载流子的浓度越高。因此本征半导体的导 电能力越强,温度是影响半导体性能的一个重要的外 部因素,这是半导体的一大特点。
N型半导体: n0 Nd
与温度T无关
ni2 ni2 p0 与温度T有关 n0 Nd
T升高, ni升高, p0升高, 当p0≈n0时, 杂质半导体变为 类似的本征半导体. P型半导体具有相似的性质. 少子浓度的温度敏感性是导致半导体器件温度特性 差的主要原因.
1.1.3 两种导电机理—漂移和扩散
二、内建电位差
达到动态平衡时,由内建电场E产生的电位差称为内建电位差VB 由动态平衡条件,可求得:
VB VT ln(NaNd / ni 2 )
Na,Nd分别为PN结两边的搀杂浓度ni为本征载流子浓度。 VT=kT/q称为热电压,室温时,VT26mV。每升高1º C,VB约减 小2.5mV。
一、N 型半导体
在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷(或 锑),晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代,磷 原子的最外层有五个价电子,其中四个与相邻的
半导体原子形成共价键,必定多出一个电子,这 个电子几乎不受束缚,很容易被激发而成为自由 电子,这样磷原子就成了不能移动的带正电的离 子。每个磷原子给出一个电子,称为施主原子。
三、多子和少子热平衡浓度
不论P型或N型半导体,掺杂越多,多子数目就越多, 少子数目就越少。 I. 当温度一定时,两种载流子的热平衡浓度值的乘积 恒等于本征载流子浓度值ni的平方
n0 * p0 ni
2
II. 半导体同时又处于电中性状态。 N型半导体: n0 p0 Nd Nd n0, p0分别为自由电子和空穴的浓度; Nd为施主杂质浓度
典型的半导.1 本征半导体
对于半导体中常用的硅和锗,它们原子的最外 层电子都是4个,即有4个价电子。
一、 本征半导体
硅或锗晶体的四个价电子分别与周围的四个原子的价 电子形成共价键。共价键中的价电子为这些原子所共 有,并为它们所束缚,在空间形成排列有序的晶体。 如图所示 :
1.2 PN 结
在一块本征半导体在两侧通过扩散不同 PN结的产生: 的杂质,分别形成N型半导体和P型半导体。
1.2.1 动态平衡下的PN结
一、阻挡层的形成
多子扩散和复合导致紧靠交界面两侧的区域内留下 了杂质离子,其中P侧为带负电荷的受主离子;N 侧为带正电荷的施主离子,而且两侧的正负离子电 荷量相等,形成空间电荷区,也称耗尽区、阻挡层、 势垒区。当扩散达到一定程度时,空间电荷区增宽, 当其产生的电场增大到一定数值时,多子扩散和少 子漂移达到动态平衡。
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