PN结损耗区如何影响电路板设计
关键的外卖
什么是PN结损耗区?
哪些因素影响PN结损耗区?
PN结损耗区如何影响电路板布局?
同步手风琴。
作为一个各种音乐的爱好者，我经常好奇为什么有些音乐家选择演奏不太常见的乐器。以手风琴为例;较重的几乎和大号一样重，大号平均重13.6公斤。除了这种体力负担，手风琴手还必须独立地弹两组键或按钮，来回移动风箱。
掌握这些同步似乎使学习演奏其他更常见的乐器变得容易。在外行看来，改变风箱是最不重要的动作;然而，事实并非如此。移动风箱的进出实际上控制了乐器的音量。
有趣的是，流量或电流的数量，从一些最常用的电子元件类似的控制。对于电子电路中使用的基于半导体的器件，电流流动是通过改变PN结损耗区域的大小来控制的。在本文中，我们将研究此区域、其操作以及它如何影响PCBA设计。
PN结损耗区
也许，电路板上使用的最简单的半导体器件是PN结二极管，由p型(带正电)和n型(带负电)部分组成。这个连接可以通过下面列出的方法创建。
PN结创建方法
植入离子
将杂质注入晶体结构或掺杂。
扩散
电子运动:较高浓度的电子或空穴被迫移动到较低浓度的区域
沉积
一层一层地生长在另一层上，这一层有不同的掺杂情况。
上述作用的结果是在p型和n型区域之间形成一个称为PN结损耗区的界面。
PN损耗区如何运作
PN结耗散区可以用无数的术语来引用，例如耗散区、耗散层、结区或空间电荷区。这些名称都是指PN结内分离p型和n型部分的区域，由于自由空穴和电子能够携带电流。然而，耗竭区的特点是缺乏这些“自由”载流子。通常情况下，这些载流子随着电子流从负极流向正极而被移除，或者相反地，对于电路分析，由于电场，电流在相反的方向流动，如下图所示。
PN结损耗区的操作。
该绝缘区域的宽度由电场强度、材料类型和掺杂水平决定，如下图所示:
PN耗尽宽度方程。
在哪里xn是到区域中心在n型浓度方向上的距离，
是在p型浓度方向上到区域中心的距离，
年代是物质介电常数，
问电子电荷是1.60217662 x 10吗-19年C,
N一个为受体(p型掺杂剂)浓度，
ND供体(n型掺杂剂)浓度如何
ΔV为整个区域的电压势，与电场E有关，如下图所示。
对于一个特定的元件，PN结区损耗宽度可以通过修改电压或电子场强度来改变，这反过来又会影响迹电流密度并且，因此，影响您的板布局设计。
利用PN结损耗辅助PCBA布局
最重要的属性之一PN二极管分析是操作模式。操作的模式或转变指示了电子场强度、电压和电流流的状态或变化。并且，所有这些参数都应该是您的PCBA布局的考虑因素，如下所示。
影响PCBA设计的PN结损耗区属性
电
电场是一种辐射源。取决于它们的强度和辐射元件与其他板元件的接近程度，它们可能会导致干扰，如杂散电容。这更像是一个问题高速板的设计。
电压
损耗区电压通常定义了PN结组件从关到开状态必须超过的势垒。例如，简单硅二极管的损耗区电压约为0.6-0.7V，并将阻塞正向电流，直到组件上的电压超过此电平。此外，电压在整个设备上下降，不能用于任何附加负载。
当前的
理想情况下，PN结可以导通任意数量的电流，一旦适当偏置，这意味着耗尽区域宽度有效地减少到零。实际上，无限电流是不可能的，但是，根据材料和掺杂剂浓度的不同，通过PN结器件的电流可能相当大。在选择铜的重量、宽度和长度等跟踪参数时，必须考虑这个限制。
如下表所示，PN二极管损耗区域属性有助于定义电路板布局的限制或约束。
PCBA布局约束管理。
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