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pn結電路

發布時間:2021-02-11 05:12:06

『壹』 cpu是如何把細小的電路連在一起的PN結是如何連在一起的

CPU裡面其實有很多的晶元,也有很多的連線,採用納米技術加工焊接在一起.
其實可以看作成很大規模的集成電路的集合.裡麵包括了很多晶元,和很多模塊.
PN結是通過電加工,使正負離子偏移.從而形成PN結

『貳』 什麼是電路裡面的PN結它的作用是什麼,最好通俗一點

PN結是構成二極體的,而NPN或PNP是三極體,它是由兩個PN結構成的。這些在結構在專模擬電路里都有詳細屬的介紹,但是其內部結構只有有個了解認識就行了,不用深入研究,沒有實際的用途。還是主要學習PN結的作用。PN結作用:正向特性:正向導性,即給PN結一個正向的電壓它就導通,一般壓降為0.3-0.7V。反向特性:可以做穩壓管使用。即在反向電流允許的范圍內,可以起到穩壓的作用,穩壓二極體就是這個原理。PNP或NPN的作用:也主要是三極體的應用啦。一般三極體有三個工作狀態:放大狀態:即起信號放大的作用,主要用在放大電路中。功放電路常用到的。截止和飽和導通狀態:這主要是起開關的作用的。在截止狀態下可以理解為三極體的CE間是開路的,即斷開的,而在飽和導通狀態下可以理解為三極體的CE間是短路的。開關作用也是常見到的,如在振盪電路中,或開關電路的開關功率管都是工作在開關狀態下的。以上只是基本的知識,要想理解的深一點,還是要多學習一下電路的。

『叄』 pn結型光生伏特器件一般有哪幾種電路

如果光線照射在pn結上並且光在界面層被吸收,具有足夠能量的光子能夠在P型硅和N型硅中將內電子從容共價鍵中激發,以致產生電子-空穴對。界面層附近的電子和空穴在復合之前,將通過空間電荷的電場作用被相互分離。電子向帶正電的N區和空穴向帶負電

『肆』 PN結是什麼

PN結(PN junction)。採用不同的摻雜工藝,通過擴散作用,將P型半導體與N型半導體製作在同一塊半導體(通常是硅或鍺)基片上,在它們的交界面就形成空間電荷區稱PN結。PN結具有單向導電性。P是positive的縮寫,N是negative的縮寫,表明正荷子與負荷子起作用的特點。一塊單晶半導體中 ,一部分摻有受主雜質是P型半導體,另一部分摻有施主雜質是N型半導體時 ,P 型半導體和N型半導體的交界面附近的過渡區稱為PN結。PN結有同質結和異質結兩種。用同一種半導體材料製成的 PN 結叫同質結 ,由禁帶寬度不同的兩種半導體材料製成的PN結叫異質結。
製造PN結的方法有合金法、擴散法、離子注入法和外延生長法等。製造異質結通常採用外延生長法。 P型半導體(P指positive,帶正電的):由單晶硅通過特殊工藝摻入少量的三價元素組成,會在半導體內部形成帶正電的空穴; N型半導體(N指negative,帶負電的):由單晶硅通過特殊工藝摻入少量的五價元素組成,會在半導體內部形成帶負電的自由電子。 在 P 型半導體中有許多帶正電荷的空穴和帶負電荷的電離雜質。在電場的作用下,空穴是可以移動的,而電離雜質(離子)是固定不動的 。N 型半導體中有許多可動的負電子和固定的正離子。當P型和N型半導體接觸時,在界面附近空穴從P型半導體向N型半導體擴散,電子從N型半導體向P型半導體擴散。空穴和電子相遇而復合,載流子消失。因此在界面附近的結區中有一段距離缺少載流子,卻有分布在空間的帶電的固定離子,稱為空間電荷區 。P 型半導體一邊的空間電荷是負離子 ,N 型半導體一邊的空間電荷是正離子。正負離子在界面附近產生電場,這電場阻止載流子進一步擴散 ,達到平衡。 在PN結上外加一電壓 ,如果P型一邊接正極 ,N型一邊接負極,電流便從P型一邊流向N型一邊,空穴和電子都向界面運動,使空間電荷區變窄,電流可以順利通過。如果N型一邊接外加電壓的正極,P型一邊接負極,則空穴和電子都向遠離界面的方向運動,使空間電荷區變寬,電流不能流過。這就是PN結的單向導電性。 PN結加反向電壓時 ,空間電荷區變寬 , 區中電場增強。反向電壓增大到一定程度時,反向電流將突然增大。如果外電路不能限制電流,則電流會大到將PN結燒毀。反向電流突然增大時的電壓稱擊穿電壓。基本的擊穿機構有兩種,即隧道擊穿(也叫齊納擊穿)和雪崩擊穿,前者擊穿電壓小於6V,有負的溫度系數,後者擊穿電壓大於6V,有正的溫度系數。 PN結加反向電壓時,空間電荷區中的正負電荷構成一個電容性的器件。它的電容量隨外加電壓改變。 根據PN結的材料、摻雜分布、幾何結構和偏置條件的不同,利用其基本特性可以製造多種功能的晶體二極體。如利用PN結單向導電性可以製作整流二極體、檢波二極體和開關二極體,利用擊穿特性製作穩壓二極體和雪崩二極體;利用高摻雜PN結隧道效應製作隧道二極體;利用結電容隨外電壓變化效應製作變容二極體。使半導體的光電效應與PN結相結合還可以製作多種光電器件。如利用前向偏置異質結的載流子注入與復合可以製造半導體激光二極體與半導體發光二極體;利用光輻射對PN結反向電流的調製作用可以製成光電探測器;利用光生伏特效應可製成太陽電池。此外,利用兩個 PN結之間的相互作用可以產生放大,振盪等多種電子功能 。PN結是構成雙極型晶體管和場效應晶體管的核心,是現代電子技術的基礎。在二級管中廣泛應用。 PN結的平衡態,是指PN結內的溫度均勻、穩定,沒有外加電場、外加磁場、光照和輻射等外界因素的作用,宏觀上達到穩定的平衡狀態.
PN結的形成
在一塊本徵半導體的兩側通過擴散不同的雜質,分別形成N型半導體和P型半導體。此時將在N型半導體和P型半導體的結合面上形成如下物理過程: 因濃度差 ↓ 多子的擴散運動®由雜質離子形成空間電荷區 ↓ 空間電荷區形成形成內電場 ↓ ↓ 內電場促使少子漂移 內電場阻止多子擴散 最後,多子的擴散和少子的漂移達到動態平衡。在P型半導體和N型半導體的結合面兩側,留下離子薄層,這個離子薄層形成的空間電荷區稱為PN結。PN結的內電場方向由N區指向P區。在空間電荷區,由於缺少多子,所以也稱耗盡層。PN結形成的過程可參閱圖01.06。 圖01.06 PN結的形成過程(動畫1-3)如打不開點這兒(壓縮後的)
PN結的單向導電性
PN結具有單向導電性,若外加電壓使電流從P區流到N區,PN結呈低阻性,所以電流大;反之是高阻性,電流小。 如果外加電壓使: PN結P區的電位高於N區的電位稱為加正向電壓,簡稱正偏; PN結P區的電位低於N區的電位稱為加反向電壓,簡稱反偏。 (1) PN結加正向電壓時的導電情況 外加的正向電壓有一部分降落在PN結區,方向與PN結內電場方向相反,削弱了內電場。於是,內電場對多子擴散運動的阻礙減弱,擴散電流加大。擴散電流遠大於漂移電流,可忽略漂移電流的影響,PN結呈現低阻性。 (2) PN結加反向電壓時的導電情況 外加的反向電壓有一部分降落在PN結區,方向與PN結內電場方向相同,加強了內電場。內電場對多子擴散運動的阻礙增強,擴散電流大大減小。此時PN結區的少子在內電場作用下形成的漂移電流大於擴散電流,可忽略擴散電流,PN結呈現高阻性。 在一定的溫度條件下,由本徵激發決定的少子濃度是一定的,故少子形成的漂移電流是恆定的,基本上與所加反向電壓的大小無關,這個電流也稱為反向飽和電流。 PN結加正向電壓時,呈現低電阻,具有較大的正向擴散電流;PN結加反向電壓時,呈現高電阻,具有很小的反向漂移電流。由此可以得出結論:PN結具有單向導電性。
PN結的電容效應
PN結具有一定的電容效應,它由兩方面的因素決定。一是勢壘電容CB ,二是擴散電容CD 。 (1) 勢壘電容CB 勢壘電容是由空間電荷區的離子薄層形成的。當外加電壓使PN結上壓降發生變化時,離子薄層的厚度也相應地隨之改變,這相當PN結中存儲的電荷量也隨之變化,猶如電容的充放電。勢壘電容的示意圖見圖01.09。 圖01.09 勢壘電容示意圖 (2) 擴散電容CD 擴散電容是由多子擴散後,在PN結的另一側面積累而形成的。因PN結正偏時,由N區擴散到P區的電子,與外電源提供的空穴相復合,形成正向電流。剛擴散過來的電子就堆積在 P 區內緊靠PN結的附近,形成一定的多子濃度梯度分布曲線。反之,由P區擴散到N區的空穴,在N區內也形成類似的濃度梯度分布曲線。擴散電容的示意圖如圖01.10所示。 當外加正向電壓不同時,擴散電流即外電路電流的大小也就不同。所以PN結兩側堆積的多子的濃度梯度分布也不同,這就相當電容的充放電過程。勢壘電容和擴散電容均是非線性電容。
編輯本段擊穿特性
當反向電壓增大到一定值時,PN結的反向電流將隨反向電壓的增加而急劇增 加,這種現象稱為PN結的擊穿,反向電流急劇增加時所對應的電壓稱為反向擊穿電壓,如上圖所示, PN結的反向擊穿有雪崩擊穿和齊納擊穿兩種。
1、雪崩擊穿
阻擋層中的載流子漂移速度隨內部電場的增強而相應加快到一定程度時,其動能足以把束縛在共價鍵中的價電子碰撞出來,產生自由電子—空穴對,新產生的載流子在強電場作用下,再去碰撞其它中性原子,又產生新的自由電子—空穴對,如此連鎖反應,使阻擋層中的載流子數量急 劇增加,象雪崩一樣。雪崩擊穿發生在摻雜濃度較低的PN結中,阻擋層寬,碰撞電離的機會較多,雪崩擊穿的擊穿電壓高。
2、齊納擊穿
當PN結兩邊摻雜濃度很高時,阻擋層很薄,不易產生碰撞電離,但當加不大的反向電壓時,阻擋層中的電場很強,足以把中性原子中的價電子直接從共價鍵中拉出來,產生新的自由電子—空穴對,這個過程 稱為場致激發。 一般擊穿電壓在6V以下是齊納擊穿,在6V以上是雪崩擊穿。
3、擊穿電壓的溫度特性
溫度升高後,晶格振動加劇,致使載流子運動的平 均自由路程縮短,碰撞前動能減小,必須加大反向電壓才能發生雪崩擊穿具有正的溫度系數,但溫度升高,共價鍵中的價電子能量狀態高,從而齊納擊穿電壓隨溫度升高而降低,具有負的溫度系數。6V左右兩種擊穿將會同時發生,擊穿電壓的溫度系數趨於零。
4、穩壓二極體
PN結一旦擊穿後,盡管反向電流急劇變化,但其端電壓幾 乎不變(近似為V(BR),只要限制它的反向電流,PN結 就不會燒壞,利用這一特性可製成穩壓二極體,其電路符號及伏 安特性如上圖所示:其主要參數有: VZ 、 Izmin 、 Iz 、 Izmax

編輯本段電容特性
PN結除具有非線性電阻特性外,還具有非線性電容特性,主要有勢壘電容和擴散電容。
1、勢壘電容
勢壘區類似平板電容器,其交界兩側存儲著數值相等極性相反的離子電荷,電荷量隨外加電壓而變化,稱為勢壘電容,用CT表示。 CT = - dQ/dV PN結有突變結和緩變結,現考慮突變結情況(緩變結參見《晶體管原 理》),PN結相當於平板電容器,雖然外加電場會使勢壘區變寬或變窄 但這個變化比較小可以忽略, 則CT=εS/L,已知動態平衡下阻擋層的寬度L0,代入上式可得:
CT不是恆值,而是隨V而變化,利用該特性可製作變容二極體。
2、 擴散電容
多子在擴散過程中越過PN結成為另一方的少子, 當PN結處於 平衡狀態(無外加電壓)時的少子稱為平衡少子 可以認為阻擋層以外的區域內平衡少子濃度各處是一樣的,當PN結處於正向偏置時,N區的多子自由電子擴散到P區成為 P區的非平衡少子,由於濃度差異還會向P 區深處擴散,距交界面越遠,非平衡少子濃度越低,其分布曲線見[PN 結的伏 安特性]。當外加正向電壓增大時,濃度分布曲線上移,兩邊 非平 衡少子濃度增加即電荷量增加,為了維持電中性,中性區內的非平衡多子濃度也相應增加,這就是說,當外加電壓增加時,P區和N區各自存儲的空穴和自由電子電荷量也增加,這種效應相當於在PN結上並聯一個電容,由於它是載流子擴散引起的,故稱之為擴散電容CD,由半導體物理推導得 CD=( I + Is)τp/VT 推導過程參見《晶體管原理》。 當外加反向電壓時 I = Is , CD趨於零。
3、 PN結電容
PN結的總電容Cj為CT和CD兩者之和Cj = CT+CD ,外加正向電 壓CD很大, Cj以擴散電容為主(幾十pF到幾千pF) ,外加反向電壓CD趨於零,Cj以勢壘電容為主(幾pF到幾十pF到)。
4、變容二極體
PN結反偏時,反向電流很小,近似開路,因此是一個主要由勢壘電容構成的較理想的電容器件,且其增量電容值隨外加電壓而變化 利用該特性可製作變容二極體,變容二極體在非線性電路中應用較廣泛, 如壓控振盪器、頻率調制等。

『伍』 什麼是電路裡面的PN結

P區的多子是空穴,N區的多子是電子,PN結就是P區和N區相接觸的地方,利用PN結的單向導通行可形成二極體和三極體。

『陸』 PN結工作原理是什麼

PN結是構成二極體的,而NPN或PNP是三極體,它是由兩個PN結構成的。這些在結構在模擬電路內里都有詳細的介紹,但容是其內部結構只有有個了解認識就行了,不用深入研究,沒有實際的用途。還是主要學習PN結的作用。PN結作用:正向特性:正向導性,即給PN結一個正向的電壓它就導通,一般壓降為0.3-0.7V。反向特性:可以做穩壓管使用。即在反向電流允許的范圍內,可以起到穩壓的作用,穩壓二極體就是這個原理。PNP或NPN的作用:也主要是三極體的應用啦。一般三極體有三個工作狀態:放大狀態:即起信號放大的作用,主要用在放大電路中。功放電路常用到的。截止和飽和導通狀態:這主要是起開關的作用的。在截止狀態下可以理解為三極體的CE間是開路的,即斷開的,而在飽和導通狀態下可以理解為三極體的CE間是短路的。開關作用也是常見到的,如在振盪電路中,或開關電路的開關功率管都是工作在開關狀態下的。以上只是基本的知識,要想理解的深一點,還是要多學習一下電路的。

『柒』 在電路中電子是怎麼流過二極體的PN結的呢

在PN結加正向電壓時,P區為正,N區為負,N區多數載流子-電子在外電壓電場的作用回下通過PN結擴散到P區形答成電子流,同樣P區多數載流子-空穴也在電場的作用下擴散到N區形成空穴流,如果外電場存在,這種擴散運動就一直存在,在外電路中就形成了電流,因為我們規定電流的正方向是與電子的運動方向相反,所以是從P區流向N區,至於說電子與電子沒有混合的概念,只是會有與空穴復合,有濃度大小的關系,電子堆積的多了,濃度就高,這也是PN結的擴散電容概念的基本出發解釋。
這么解釋你能明白吧

『捌』 PN結導通時外電路電流

電子和電流方向相反,過程可以這樣描述 :電子先進入n區,匯合n區自帶的電子,在與內電場方向相反的外電場的作用下,打破擴散運動和內電場所構成的原有的動態平衡,一起做擴散運動,穿過pn節這個空乏區,擴散進p區,在p區確實發生了一些復合,但是p區的空穴數量有限,而電源提供的電流是源源不斷的,只要電壓大於死區電壓 就可以不停地發生擴散,就能導通

以上是本人的理解,你還可以參考下面的資料

1 PN結的形成:
在P型半導體和N型半導體結合後,由於N型區內電子很多而空穴很少,而P型區內空穴很多電子很少,在它們的交界處就出現了電子和空穴的濃度差別。這樣,電子和空穴都要從濃度高的地方向濃度低的地方擴散。於是,有一些電子要從N型區向P型區擴散,也有一些空穴要從P型區向N型區擴散。它們擴散的結果就使P區一邊失去空穴,留下了帶負電的雜質離子,N區一邊失去電子,留下了帶正電的雜質離子。半導體中的離子不能任意移動,因此不參與導電。這些不能移動的帶電粒子在P和N區交界面附近,形成了一個很薄的空間電荷區,就是所謂的PN結。擴散越強,空間電荷區越寬。在空間電荷區,由於缺少多子,所以也稱耗盡層。在出現了空間電荷區以後,由於正負電荷之間的相互作用,在空間電荷區就形成了一個內電場,其方向是從帶正電的N區指向帶負電的P區。顯然,這個電場的方向與載流子擴散運動的方向相反它是阻止擴散的。另一方面,這個電場將使N區的少數載流子空穴向P區漂移,使P區的少數載流子電子向N區漂移,漂移運動的方向正好與擴散運動的方向相反。從N區漂移到P區的空穴補充了原來交界面上P區所失去的空穴,從P區漂移到N區的電子補充了原來交界面上N區所失去的電子,這就使空間電荷減少,因此,漂移運動的結果是使空間電荷區變窄。當漂移運動達到和擴散運動相等時,PN結便處於動態平衡狀態。內電場促使少子漂移,阻止多子擴散。最後,多子的擴散和少子的漂移達到動態平衡。
2 PN結的單向導電性
當外加電壓使PN結中P區的電位高於N區的電位,稱為加正向電壓,簡稱正偏;反之稱為加反向電壓,簡稱反偏。
(1) PN結加正向電壓時:
在正向電壓的作用下,PN結的平衡狀態被打破,P區中的多數載流子空穴和N區中的多數載流子電子都要向PN結移動,當P區空穴進入PN結後,就要和原來的一部分負離子中和,使P區的空間電荷量減少。同樣,當N區電子進入PN結時,中和了部分正離子,使N區的空間電荷量減少,結果使PN結變窄,即耗盡區厚變薄,由於這時耗盡區中載流子增加,因而電阻減小。勢壘降低使P區和N區中能越過這個勢壘的多數載流子大大增加,形成擴散電流。在這種情況下,由少數載流了形成的漂移電流,其方向與擴散電流相反,和正向電流比較,其數值很小,可忽略不計。這時PN結內的電流由起支配地位的擴散電流所決定。在外電路上形成一個流入P區的電流,稱為正向電流IF。當外加電壓VF稍有變化(如O.1V),便能引起電流的顯著變化,因此電流IF是隨外加電壓急速上升的。這時,正向的PN結表現為一個很小的電阻。在一定的溫度條件下,由本徵激發決定的少子濃度是一定的,故少子形成的漂移電流是恆定的,基本上與所加反向電壓的大小無關,這個電流也稱為反向飽和電流。

望採納 (∩_∩)

『玖』 PNP結與NPN結如何接線在電路中怎麼用相互之間怎麼轉換

提問本身就讓人看不懂,因為說的根本不是電子技術的專業術語。

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