PN接面與PIN結的區別

1樓：匿名使用者

pn結和pin結是兩種最基本的器件結構，也是兩種重要的二極體。從結構和導電機理上來說，它們有許多共同點，但是也存在不少的差異。

l 相同點：

（1）都存在空間電荷區和勢壘區，則都有勢壘電容；

（2）都具有單向導電性和相應的整流作用，則都可用作為二極體；

（3）在高的反向電壓下，都有可能發生絕緣擊穿的現象，因此都存在有最高工作電壓的限制；

（4）都具有感光作用，可以作為光電二極體和光電池等光電子器件。

l 不同點：

（1）空間電荷區：

pn結的空間電荷區就是介面附近的區域，其中存在較強的內建電場，使得載流子往往被驅趕出去了，故一般可近似為耗盡層。

pin結的空間電荷區是在i型層（本徵層）兩邊的介面附近處，則有兩個空間電荷區（即p-i和n-i兩個介面的空間電荷區），一個空間電荷區包含有正電荷，另一個空間電荷區包含有負電荷，這些空間電荷所產生的電場——內建電場的電力線就穿過i型層。

（2）勢壘區：

pn結中阻擋載流子運動的區域，即存在內建電場的區域就是勢壘區；pn結的勢壘區也就是空間電荷區，即空間電荷區與勢壘區是一致的。

但是pin結中存在內建電場的區域是整個i型層加上兩邊的空間電荷區，因此勢壘區很寬（主要就是i型層的厚度），這時勢壘區與空間電荷區並不完全一致（勢壘厚度遠大於空間電荷區）。

（3）勢壘電容：

pn結的勢壘電容也就是空間電荷區的電容，而空間電荷區的厚度與外加電壓有關，則勢壘電容是一種非線性電容；並且pn結的勢壘電容也與兩邊半導體的摻雜濃度和溫度有關（摻雜濃度越大，或者溫度越高，勢壘厚度就越小，則電容也就越大）。

但是pin結的勢壘電容基本上就是i型層的電容，因此該勢壘電容是一種線性電容；並且pin結的勢壘電容與兩邊半導體的摻雜濃度和溫度基本上沒有什麼關係。由於i型層較厚，則pin結的勢壘電容很小，因此可用作為微波二極體。

（4）導電機理：

pn結的電流主要是注入到勢壘區兩邊擴散區中少數載流子的擴散電流，這就意味著：通過pn結的電流是少數載流子擴散電流，並且少數載流子的擴散是在勢壘區以外的擴散區中進行的。而勢壘區的影響只是其中複合中心提供少量的複合-產生電流（只在低電壓時起重要作用）。

但是pin結的電流主要是較寬的勢壘區（～i型層）中的複合電流。因此在通過的電流的性質上，與一般pn結的大不相同。雖然它們的伏安特性基本上都是指數式上升的曲線關係，但是上升的速度卻有一定的差別，pin結的正向伏安特性曲線上升得稍慢一點。

（5）工作電壓：

pn結的勢壘厚度一般較薄，並且電場在pn結介面處最大，則容易發生雪崩擊穿，從而承受的反向電壓有限。

但是pin結的勢壘厚度很大（～i型層），並且電場在i型層中的分佈基本上是均勻的，則不容易發生雪崩擊穿，能夠承受很大的反向電壓，從而pin結二極體可用作為高電壓大功率器件。

（6）感光（探測）靈敏度：

作為光電子器件（光電二極體、紅外探測器、太陽電池等）使用時，感光（探測）靈敏度主要決定於勢壘區的寬度。

pn結因為勢壘厚度較薄，則感光靈敏度較小。

但是pin結由於它的勢壘厚度很大（～i型層），則能夠吸收大量的光子、並轉換為載流子——光生載流子，所以感光和探測輻射的靈敏度很高。

2樓：匿名使用者

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