pn 结是晶体二、三极管和结型场效应管、mos 场效应管的重要组成部分,要搞清楚这些半导体器件的工作原理,就必须了解pn 结的形成原理及其基本特性。而要了解pn 结的基本特性,就必须具有半导体物理的基础知识。
在半导体物理基础知识中,首先介绍本征半导体的共价键结构,并用这种结构讨论本征激发中成对地产生自由电子和空穴两种载流子的机理。而后讨论掺杂在改变导电能力和导电类型等方面的作用,特别介绍了p型和n 型两种杂质半导体的基本特性。最后定性地讨论漂移和扩散两种电流,提出了扩散是半导体中特有的导电方式。
根据上述半导体物理基础知识讨论pn 结的基本特性时,首先讨论动态平衡下pn 结阻挡层形成的机理,指出pn 结阻挡层两侧的掺杂浓度直接影响阻挡层的宽度及其内建电位差值,这是随后讨论pn 结基本特性的基础。pn结的基本特性主要是伏安特性、击穿特性、电容特性和温度特性。伏安特性是pn 结的最主要特性,本章根据电流连续性原理和电中性条件定性地讨论了这个特性。
晶体二极管是由pn 结组成,它的特性与pn 结类似,考虑体电阻等因素和不同材料的影响,对pn结特性稍作修正即可得到晶体二极管的特性。除此以外,本章着重从应用角度介绍了晶体二极管的大信号、小信号模型及其主要参数。