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PN结耗尽区如何影响您的电路板设计
类似地控制了从某些最常用的电子组件产生的流量或电流量。对于电子电路中使用的基于半导体的器件，通过改变PN结耗尽区的大小来控制电流。在本文中，我们研究了该区域，其操作以及它如何影响您的PCBA设计。
PN结耗尽区
电路板上使用的最简单的半导体器件可能是PN结二极管，它由p型（带正电）和n型（带负电）部分组成。可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
将杂质注入晶体结构或掺杂。
扩散
较高浓度的电子或空穴被迫移动到较低浓度的区域。
沉积
在具有不同掺杂分布的另一层之上生长一层。
以上动作的结果是在p型和n型区域之间形成了一个称为PN结耗尽区的界面。
PN耗尽区如何运行
PN结耗尽区可以使用许多术语来引用，例如耗尽区，耗尽层，结区或空间电荷区。这些绰号均指的是PN结内将p型和n型部分分开的区域，由于自由空穴和电子，这些区域可以载流电流。然而，耗尽区的特征在于缺少这些“自由”电荷载流子。通常，这些载流子会随着电子从负流向正流而移走，或者反之，为了进行电路分析，电流会由于电场而沿相反方向流动，如下图所示。
PN结耗尽区的操作。
绝缘区域的宽度由电场强度，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型浓度方向上距区域中心的距离，
是在p型浓度方向上距区域中心的距离，
ε小号 是材料介电常数，
q是电子电荷= 1.60217662 x 10 -19 C，
N A 是受体（p型掺杂剂）的浓度，
N D 是施主（n型掺杂物）浓度
ΔV是整个区域的电势，与电场E相关，如下所示。
对于特定组件，可以通过修改电压或电场强度来更改PN结区的耗尽宽度，这反过来会影响走线电流密度，从而影响您的电路板布局设计。
使用PN结耗尽来协助PCBA布局
分析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电场强度，电压和电流的状态或变化。而且，所有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结耗尽区属性
场
电场是辐射源。根据它们的强度和辐射组件与其他板元件的接近程度，它们可能会产生干扰，例如杂散电容。对于高速电路板设计，这更是一个问题。
电压
耗尽区电压通常定义为PN结组件从OFF状态变为ON状态必须超过的势垒。例如，简单的硅二极管的耗尽区电压约为0.6-0.7V，它将阻止电流沿正向流动，直到器件两端的电压超过该水平为止。此外，设备两端的电压下降，不适用于任何附加负载。
当前
理想情况下，一旦适当偏置，PN结便可以传导任意量的电流，这意味着耗尽区的宽度有效地减小到零。实际上，不可能有无限大的电流，但是，取决于材料和掺杂剂的浓度，流经PN结器件的电流可能会很大。在选择走线参数（例如铜的重量，宽度和长度）时，此限制必须成为一个因素。