第2章 二極管

1、第二章 二極管 2.1 集成電路二極管 2.2 發(fā)光二極管 2.3肖特基二極管 2.4 PIN二極管 2.5變?nèi)荻O管 2.6IMPATT二極管 2.7隧道二極管2.1 集成電路二極管最簡單的 pn 結(jié)二極管 集成電路中隔離的結(jié)型二極管的平面工藝流程 電流集邊現(xiàn)象在p形襯底上擴散形成重摻雜的埋層 2.2 發(fā)光二極管 材料：直接帶隙半導體, 如砷化嫁 機理：當電子從導帶躍遷填充價帶中的空位時 , 電子和空穴直接復合 , 動量不發(fā)生變化。適當?shù)卦O(shè)計半導體結(jié)構(gòu) , 這一躍遷所釋放的能量通常以光子的形式發(fā)射出去。 波長：與禁帶寬度有關(guān)。2.3 肖特基二極管 由于高的結(jié)電容，經(jīng)典的PN結(jié)二極管不太適合于

2、高頻應(yīng)用。肖特基二極管具有低的結(jié)電容量，因此可在更高頻率下工作。 應(yīng)用：射頻檢波器、混頻器、衰減器、振蕩 器和放大器。 與常規(guī)PN二極管具有不同的反向飽和電流機制，它取決于穿過勢壘的多數(shù)載流子的熱電子發(fā)射。Si基肖特基二極管的剖面圖適用于很高頻下應(yīng)用的有附加絕緣環(huán)的肖特基二極管2.4 PIN二極管 應(yīng)用：高頻開關(guān)，電阻范圍從小于110k 的可變電阻器（衰減器），射頻工作 信號可高達50GHz 。 電壓是正向時，表現(xiàn)為受所加電流控制的可變電阻器。 電壓是反向時，類似于平行板電容器PIN二極管結(jié)構(gòu)PIN二極管中的電荷分布2.5 變?nèi)荻O管 負偏置條件下的PIN二極管 特定摻雜分布 特定中間層寬度

3、應(yīng)用：微波電路的頻率調(diào)諧；用于產(chǎn)生短脈沖2.6 IMPATT二極管 IMPATT：IMPact Avalanche and Transit Time（雪崩渡越時間） 原理：類似于PIN二極管，在N+和P層之間的界面上的高場強通過碰撞電離造成載流子的雪崩 與 PIN二極管的區(qū)別：它有高的電場 應(yīng)用：振蕩IMPATT二極管的特性IMPATT二極管的外加電壓、電離電流和總電流當外加RF電壓VA建立的電場超過臨界閾值電平時，所產(chǎn)生的附加電離電流Iion過剩的載流子必須行進穿過本征層到達P+層電離電流和外加之間的相移被裁剪使之達到90C 選擇合適的本征層長度及適當?shù)膿诫s濃度，能產(chǎn)生90C的附加時延。 2.7 隧道二極管 它有極高摻雜極窄的空間電荷區(qū)。結(jié)果造成電子和空穴超過導帶和價帶中的有效態(tài)密度。費米能級轉(zhuǎn)移到N+層的導帶和P+層的價帶上去。 存在有限的概率使電子穿過窄隙進行交換隧道二極管及其能帶模型隧道二極管的I-V曲線 在高正向電壓偏置下隧道二極管的電流近似于PN結(jié)二極管的電流隧道二極管的電流電壓特性及與能帶結(jié)構(gòu)比較1隧道二極管的電