快恢復(fù)二極管PIN結(jié)構(gòu)示意圖
如上所示：快恢復(fù)二極管是在常規(guī)的功率二極管基礎(chǔ)上，在器件設(shè)計(jì)與制作工藝上采用少子壽命控制技術(shù)等改善二極管的工作特性而得到。二極管結(jié)構(gòu)剖面如圖1a所示，由兩個(gè)重?fù)诫s去(P+和N+)及中間間隔的輕摻雜區(qū)(N-)組成。
二極管PN結(jié)構(gòu)詳解
如果半導(dǎo)體內(nèi)存在一個(gè)物理界面，界面兩側(cè)分別是P型半導(dǎo)體和N犁半導(dǎo)體，則在界面附近會(huì)形成一個(gè)極薄的特殊區(qū)域，稱為PN結(jié)。PN結(jié)并不是簡(jiǎn)單的P型和N型半導(dǎo)體材料壓合在--起，它是根據(jù)“雜質(zhì)補(bǔ)償”的原理，采用合金法或平面擴(kuò)散法等半導(dǎo)體工藝制成的。雖然PN結(jié)的物理界面把材料分為P區(qū)和N區(qū)，但整個(gè)材料仍然保持完整的晶體結(jié)構(gòu)。
當(dāng)一塊P型半導(dǎo)體與一塊N型半導(dǎo)體結(jié)合時(shí)，P區(qū)的空穴濃度遠(yuǎn)大于N區(qū)，N區(qū)的電子濃度遠(yuǎn)大于P區(qū)，存在著很大的載流子濃度差。P區(qū)的空穴向N區(qū)擴(kuò)散，與N區(qū)的電子中和，N區(qū)的電子向P區(qū)擴(kuò)散，與P區(qū)的空穴中和，界面附近，P區(qū)留下了帶負(fù)電的負(fù)離子，N區(qū)留下了帶正電的正離子，形成了空間電荷區(qū)，這個(gè)空間電荷區(qū)稱為PN結(jié)，如圖2-1所示。由于空間電荷區(qū)內(nèi)無載流子，所以叫耗盡層。隨著PN結(jié)的形成，建立了PN結(jié)電場(chǎng)。這個(gè)電場(chǎng)稱為內(nèi)電場(chǎng)，向由N型區(qū)指向P型區(qū)。
圖2-1 PN結(jié)的空間電荷區(qū)結(jié)構(gòu)
快恢復(fù)二極管PN的結(jié)構(gòu)PIN的結(jié)構(gòu)說明
所謂PIN二極管是由重?fù)诫s的P型區(qū)和N型區(qū)之間夾一接近本征型的高電阻率I層構(gòu)成，其·般結(jié)構(gòu)，其一般結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。I層厚度由反向耐壓和正向電流決定，在熱平衡時(shí)的能帶圖、載流子分布、空間電荷及電場(chǎng)分布如圖2-2所示。
圖2-2 PIN二極管的結(jié)構(gòu)、能帶、載流子分布空間電荷機(jī)電場(chǎng)分布
PIN結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)
p-i-n結(jié)快恢復(fù)二極管的有效作用區(qū)主要就是存在有電場(chǎng)的i型層（勢(shì)壘區(qū)），則產(chǎn)生光生載流子的有效區(qū)域增大了，擴(kuò)散的影響減弱了，并且結(jié)電容也大大減小了，所以其光檢測(cè)的靈敏度和響應(yīng)速度都得到了很大的提高。
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