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PN結耗盡區如何影響您的電路板設計
類似地控制了從某些最常用的電子組件產生的流量或電流量。對于電子電路中使用的基于半導體的器件，通過改變PN結耗盡區的大小來控制電流。在本文中，我們研究了該區域，其操作以及它如何影響您的PCBA設計。
PN結耗盡區
電路板上使用的最簡單的半導體器件可能是PN結二極管，它由p型（帶正電）和n型（帶負電）部分組成。可以通過下面列出的方法創建此連接。
PN結創建方法
注入離子
將雜質注入晶體結構或摻雜。
擴散
較高濃度的電子或空穴被迫移動到較低濃度的區域。
沉積
在具有不同摻雜分布的另一層之上生長一層。
以上動作的結果是在p型和n型區域之間形成了一個稱為PN結耗盡區的界面。
PN耗盡區如何運行
PN結耗盡區可以使用許多術語來引用，例如耗盡區，耗盡層，結區或空間電荷區。這些綽號均指的是PN結內將p型和n型部分分開的區域，由于自由空穴和電子，這些區域可以載流電流。然而，耗盡區的特征在于缺少這些“自由”電荷載流子。通常，這些載流子會隨著電子從負流向正流而移走，或者反之，為了進行電路分析，電流會由于電場而沿相反方向流動，如下圖所示。
PN結耗盡區的操作。
絕緣區域的寬度由電場強度，材料類型和摻雜水平定義，如下所示：
PN耗盡層方程。
其中x n 是在n型濃度方向上距區域中心的距離，
是在p型濃度方向上距區域中心的距離，
ε小號 是材料介電常數，
q是電子電荷= 1.60217662 x 10 -19 C，
N A 是受體（p型摻雜劑）的濃度，
N D 是施主（n型摻雜物）濃度
ΔV是整個區域的電勢，與電場E相關，如下所示。
對于特定組件，可以通過修改電壓或電場強度來更改PN結區的耗盡寬度，這反過來會影響走線電流密度，從而影響您的電路板布局設計。
使用PN結耗盡來協助PCBA布局
分析PN二極管時，最重要的屬性之一是工作模式。操作的模式或過渡指示電場強度，電壓和電流的狀態或變化。而且，所有這些參數都應考慮到您的PCBA布局，如下所示。
會影響PCBA設計的PN結耗盡區屬性
場
電場是輻射源。根據它們的強度和輻射組件與其他板元件的接近程度，它們可能會產生干擾，例如雜散電容。對于高速電路板設計，這更是一個問題。
電壓
耗盡區電壓通常定義為PN結組件從OFF狀態變為ON狀態必須超過的勢壘。例如，簡單的硅二極管的耗盡區電壓約為0.6-0.7V，它將阻止電流沿正向流動，直到器件兩端的電壓超過該水平為止。此外，設備兩端的電壓下降，不適用于任何附加負載。
當前
理想情況下，一旦適當偏置，PN結便可以傳導任意量的電流，這意味著耗盡區的寬度有效地減小到零。實際上，不可能有無限大的電流，但是，取決于材料和摻雜劑的濃度，流經PN結器件的電流可能會很大。在選擇走線參數（例如銅的重量，寬度和長度）時，此限制必須成為一個因素。