二极管VI特性曲线Matlab绘制 |
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二极管VI特性曲线Matlab绘制
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二极管
在电子器件中，用的最多的材料是硅和锗 本征半导体是纯净，结构完整的半导体晶体。 杂质半导体（导电能力显著提升）： P型半导体，硅晶体掺杂3价杂质（硼、铟(yīn)、铝），因缺少一个电子，形成多子空穴。由于能接受电子特性，故称硼为受主杂质或P型杂质！整体呈电中性！N型半导体，硅晶体掺杂5价杂质（磷、砷(shēn)、锑(tī)），因多一个电子，形成多子电子。由于多一个自由电子特性，故称磷为施主杂质或N型杂质！整体呈电中性！ 多子（多数载流子）系Positive之字头，该类型半导体参与导电的多子为带正电荷的空穴得名。系Negative之字头，该类型半导体参与导电的多子为带负电荷的自由电子得名。漂移：电场作用下导致载流子运动称为漂移 扩散：因浓度差异和随机热运动，载流子由高浓度区域向低浓度区域扩散。 PN结形成： 在半导体两个区域掺杂P型和N型杂质，由于它们交界处浓度差异，N区电子向P区扩散，P区空穴向N区扩散。电子与空穴在交界处复合，P区形成带负电离子，N区形成带正电离子，由此形成很薄的空间电荷区，也叫PN结，内电场，又称耗尽区、势垒区，内电场阻止扩散运动直至扩散与漂移形成动态平衡。
正向偏置电压：与内电场相反，VF正端接P区，负端接N区。扩散运动胜过漂移运动！正向电流IF由P向N，由于扩散运动起主导作用的是多数载流子，外加电压稍有变化（0.1v），便能引起电流显著变化，IF随外加电压急速上升。反向偏置电压：与内电场相同，VF正端接N区，负端接P区。漂移运动胜过扩散运动！反向电流IR由N向P，由于飘移运动起主导作用的是少数载流子，浓度低，所以IR很微弱uA级别。少数载流子由热激发产生，其数值取决于温度，与外加电压无关。当温度一定时，反向电流IR就是反向饱和电流IS，
正向 ：Forward , 反向： Reverse , 饱和：Saturation
总结：PN结加正向电压时导通，电阻很小；加反向电压截止，电阻很大。这就是它的单向导电性。 PN结的V-I特性表达式
%例：室温300K下，二极管反向饱和电流为1nA， % n=1，V_T=0.026V，问它正向电流为0.5mA时应加多大电压？ % 已知 ln2≈0.693、 ln5≈1.609 V_D=-0.6:0.01:0.8; n=1; V_T=0.026; I_s=10^-9; I_D=I_s *(exp(V_D/(n*V_T ))-1); plot(V_D,I_D); title('二极管V-I特性曲线',"FontSize",18); xlabel('V_D（V）',"FontSize",12); ylabel('I_D(A)',"FontSize",12); syms V_D%定义变量 eqn=(10^-9 *(exp(V_D/0.026)-1)-5*10^-4==0)%代入参数 s=vpa(solve(eqn,V_D));%解方程并转化为小数 disp(s);%显示打印
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