目錄1．器件模型與模型參數的概念2.3.6pn結模型與pn結應用2．pn結等效電路模型3．pn結交流小信號模型4．描述pn結模型的其他模型參數5．pn結應用2．pn結等效電路模型(1)等效電路模型等效電路中包括四個元件ID：描述pn結I-V特性的電流源CD：擴散電容CJ：勢壘結電容RS：串聯電阻考慮串聯電阻RS，結電壓為：Va=Vapp-ID×RS2．pn結等效電路模型(2)電流源ID由理想模型：ID=IS[exp(eVa/kT)-1]包含一個模型參數IS

實際二極管模型中還需要考慮大注入效應、勢壘區的產生和復合效應、擊穿區的倍增效應。因此還需對理想模型結果進行修正，同時引入描述相應非理想因素的多個模型參數。2．pn結等效電路模型(a)幾種不同情況下的pn結ID表達式：復習：①理想模型：IS[exp(eVa/kT)-1]②考慮大注入效應，特大電流時，電流表達式“轉化”為：③考慮到勢壘區的產生和復合效應，電流應該“疊加”下述表式：ISR[exp(eVa/2kT)-1](2)電流源ID2．pn結等效電路模型說明：考慮到擊穿區的倍增效應，類比正偏條件下電流表達形式，反向電流還應“疊加”下述表達式：-IBV

exp[-e(Va+BV)/kT](2)電流源ID(a)幾種不同情況下的pn結ID表達式：式中BV代表擊穿電壓VB2．pn結等效電路模型IS[exp(eVa/kT)-1]

ISR[exp(eVa/2kT)-1]

-IBV

exp[-e(Va+BV)/kT]式中涉及五個模型參數：IS

為反向飽和電流IKF為膝點電流ISR描述勢壘產生-復合效應的電流項IBV是測量擊穿電壓采用的反向電流BV為擊穿電壓(2)電流源ID(a)幾種不同情況下的pn結ID表達式：2．pn結等效電路模型(b)PSpice中“構造”的ID通用表達式大括號中第一項綜合描述了理想模型以及大注入效應的影響。第二項描述勢壘產生-復合效應對應的電流第三項描述了倍增效應對應的電流(2)電流源ID2．pn結等效電路模型

為了適用于一般情況，用N、NR、NBV取代原先電流表達式中的1、2，因此稱為指數因子。

VJ代表內建電勢。

M是描述pn結雜質分布對耗盡層寬度的影響。

IS、IKF、ISR、IBV、BV是前面說明的電流表達式中包含的五個參數

Area稱為“面積因子”。(b)PSpice中“構造”的ID通用表達式(2)電流源ID2．pn結等效電路模型(c)參數“Area”的含義與作用

同一個集成電路中會采用多種尺寸不同的二極管，他們的模型參數不會相同。

為了方便分析，可以取其中一個二極管為“參考”二極管，將參考二極管的Area值取為1

對其他二極管分別計算其結面積與參考二極管結面積的比值，該比值即為相應二極管的面積因子Area的取值。(2)電流源ID2．pn結等效電路模型

同一個集成電路中尺寸不同的二極管，經歷的是相同的工藝過程，因此縱向結構參數（如結深、雜質分布等）則相同。

二極管模型參數中，有些參數只與縱向結構參數有關，例如內建電勢VJ；

許多模型參數則與結面積有關，例如IS、ISR、IBV，以及RS等。(c)參數“Area”的含義與作用(2)電流源ID2．pn結等效電路模型

只要確定參考二極管的模型參數，其他二極管中那些與結面積無關的模型參數均直接采用參考二極管的模型參數，而與結面積有關的模型參數只需按照與面積的相關關系也可以由參考二極管的模型參數計算得到。引入面積因子Area參數，同一個集成電路中的所有二極管就可以共用