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行业资讯
PN结耗尽區(qū)如何影响您的電(diàn)路板设计
类似地控制了从某些最常用(yòng)的電(diàn)子组件产生的流量或電(diàn)流量。对于電(diàn)子電(diàn)路中使用(yòng)的基于半导體(tǐ)的器件，通过改变PN结耗尽區(qū)的大小(xiǎo)来控制電(diàn)流。在本文(wén)中，我们研究了该區(qū)域，其操作以及它如何影响您的PCBA设计。
PN结耗尽區(qū)
電(diàn)路板上使用(yòng)的最简单的半导體(tǐ)器件可(kě)能(néng)是PN结二极管，它由p型（带正電(diàn)）和n型（带负電(diàn)）部分(fēn)组成。可(kě)以通过下面列出的方法创建此连接。
PN结创建方法
注入离子
将杂质注入晶體(tǐ)结构或掺杂。
扩散
较高浓度的電(diàn)子或空穴被迫移动到较低浓度的區(qū)域。
沉积
在具有(yǒu)不同掺杂分(fēn)布的另一层之上生長(cháng)一层。
以上动作的结果是在p型和n型區(qū)域之间形成了一个称為(wèi)PN结耗尽區(qū)的界面。
PN耗尽區(qū)如何运行
PN结耗尽區(qū)可(kě)以使用(yòng)许多(duō)术语来引用(yòng)，例如耗尽區(qū)，耗尽层，结區(qū)或空间電(diàn)荷區(qū)。这些绰号均指的是PN结内将p型和n型部分(fēn)分(fēn)开的區(qū)域，由于自由空穴和電(diàn)子，这些區(qū)域可(kě)以载流電(diàn)流。然而，耗尽區(qū)的特征在于缺少这些“自由”電(diàn)荷载流子。通常，这些载流子会随着電(diàn)子从负流向正流而移走，或者反之，為(wèi)了进行電(diàn)路分(fēn)析，電(diàn)流会由于電(diàn)场而沿相反方向流动，如下图所示。
PN结耗尽區(qū)的操作。
绝缘區(qū)域的宽度由電(diàn)场强度，材料类型和掺杂水平定义，如下所示：
PN耗尽层方程。
其中x n 是在n型浓度方向上距區(qū)域中心的距离，
是在p型浓度方向上距區(qū)域中心的距离，
ε小(xiǎo)号 是材料介電(diàn)常数，
q是電(diàn)子電(diàn)荷= 1.60217662 x 10 -19 C，
N A 是受體(tǐ)（p型掺杂剂）的浓度，
N D 是施主（n型掺杂物(wù)）浓度
ΔV是整个區(qū)域的電(diàn)势，与電(diàn)场E相关，如下所示。
对于特定组件，可(kě)以通过修改電(diàn)压或電(diàn)场强度来更改PN结區(qū)的耗尽宽度，这反过来会影响走線(xiàn)電(diàn)流密度，从而影响您的電(diàn)路板布局设计。
使用(yòng)PN结耗尽来协助PCBA布局
分(fēn)析PN二极管时，最重要的属性之一是工作模式。操作的模式或过渡指示電(diàn)场强度，電(diàn)压和電(diàn)流的状态或变化。而且，所有(yǒu)这些参数都应考虑到您的PCBA布局，如下所示。
会影响PCBA设计的PN结耗尽區(qū)属性
场
電(diàn)场是辐射源。根据它们的强度和辐射组件与其他(tā)板元件的接近程度，它们可(kě)能(néng)会产生干扰，例如杂散電(diàn)容。对于高速電(diàn)路板设计，这更是一个问题。
電(diàn)压
耗尽區(qū)電(diàn)压通常定义為(wèi)PN结组件从OFF状态变為(wèi)ON状态必须超过的势垒。例如，简单的硅二极管的耗尽區(qū)電(diàn)压约為(wèi)0.6-0.7V，它将阻止電(diàn)流沿正向流动，直到器件两端的電(diàn)压超过该水平為(wèi)止。此外，设备两端的電(diàn)压下降，不适用(yòng)于任何附加负载。
当前
理(lǐ)想情况下，一旦适当偏置，PN结便可(kě)以传导任意量的電(diàn)流，这意味着耗尽區(qū)的宽度有(yǒu)效地减小(xiǎo)到零。实际上，不可(kě)能(néng)有(yǒu)无限大的電(diàn)流，但是，取决于材料和掺杂剂的浓度，流经PN结器件的電(diàn)流可(kě)能(néng)会很(hěn)大。在选择走線(xiàn)参数（例如铜的重量，宽度和長(cháng)度）时，此限制必须成為(wèi)一个因素。