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由半导体物理学知识我们可知PN结总电流密度：
J=J
s
[exp(
qV koT
)
1]
其中
Js
qDnnp0 Ln
qDP Pn0 LP
上面的公式就是理想PN结模型的电流电压方程式， 又称为肖克莱方程式。
4
温度对PN结的电流密度影响很大。对于反
向饱和电流密度
Js
qDnnp0 Ln
qDPPn0 LP
1
关于二极管
二极管是当今应用最为广泛的晶体管 之一，由于其特殊的物理结构使其在当 今工业生产当中扮演着不可替代的角色。 其中PN结是二极管的心脏。研究二极 管的伏安特性与温度的关系重点在于研 究温度对PN结的影响。
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PN结的形成
在一块完整的硅片上，用不同的掺杂工艺使
其一边形成N型半导体，另一边形成P型半导体， 在P型半导体和N型半导体结合后，在它们的交界 处就出现了电子和空穴的浓度差别，N型区内电子 很多而空穴很少，P型区内则相反。这样，电子和
因为公式中两项的情况相似，所以我们只 需要考虑第一项即可。因为Dn Ln np0
与温度有关，可设 Dn 与T 成正比，为一常数
n
5
则有
Js
式子中
T
qDnnp0
=q(
Dn
1
)2
ni2
3
T 2 exp(
Eg
)
3
Ln
n NA
2随温度变化较缓慢，故J
koT
随温度
s
变化主要由exp( Eg )决定。 koT
T 2
exp[
q(VF
VG0 )]
koTΒιβλιοθήκη 所以正向电流的密度随温度上升而增加。
7
用图形表示二极管伏安特性曲线与温度的关系 如下所示：
可以看出在相同的电压下，温度越高电流越大。
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二极管作为一种使用非常广泛的晶体管， 研究它的特性曲线具有重要的实践意义。 经过我们以上公式的推导我们可以看出， 温度是影响二极管特性的重要因素，我们 必须深入了解它，这样我们才能利用它。
空穴都要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。 它们扩散的结果就使P区一边失去空穴，留下了带 负电的杂质离子,N区一边失去电子，留下了带正
电的杂质离子。半导体中的离子它们不能任意移 动，因此并不参与导电,通常称为空间电荷，它们 集中在P和N区交界面附近，形成了一个很薄的空 间电荷区，就是所谓的PN结。又称为耗尽区。扩 散越强，空间电荷区越宽。
因此，Js随温度升高而迅速增大，
并且Eg
越大的半导体，J
变化越快。
s
6
因为Eg
Eg (0)
T，设Eg (0)
qVG
，
0
Eg (0)为绝对零度时的禁带宽度，
VG
为绝对零度时导带底和价带顶的电势差，
0
将上述关系带入J=J
s
[exp(
qV koT
)
1]中，
则加正向偏压V时，正向电流与温度的关系为
J
3
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