阈值电压指的是 PN 结正向偏置电压增加到一定程度时开始大量导通的电压值。它与半导体材料本身的特性以及器件的设计参数密切相关。

1.材料特性对阈值电压的影响

半导体材料的能带结构、掺杂浓度等因素会直接影响 PN 结中载流子的分布与输运。其中，能带结构决定了载流子激发所需的电场和热能，而掺杂浓度则决定了 PN 结中进入正向击穿状态所需要的电荷密度。

2.设计参数对阈值电压的影响

器件的设计参数包括 PN 结的面积、材料厚度等。面积越小，相同的电荷密度下所需的总电荷量就越少，导致阈值电压降低；反之，面积越大，则所需的电荷密度相对较大，阈值电压也会随之升高。

3.阈值电压的计算方法

PN 结的阈值电压可以通过实验测量得到，也可以根据器件参数及材料特性计算。常用的计算公式包括 Shockley 方程、两点法、三点法等。其中 Shockley 方程是一种基于 PN 结物理模型的公式，可以通过简单的代数运算得到。

阈值电压怎么求

在电路设计和分析中，确定 PN 结的阈值电压十分重要。以下介绍几种常用的电路实验测量和计算方法。

1.负阻法

负阻法需要借助可调电源和稳流源构成的电路，在正向偏压下进行测量。根据阈值电压时 PN 结反向导通时电流由下降变为上升的特点，通过改变电源电压的方式观察 PN 结正向电流的变化，可以得到阈值电压。

2.双向矩形脉冲法

双向矩形脉冲法通过在不同电压下施加矩形脉冲，并测量 PN 结正向电流和反向电流的变化，得到不同电压下 PN 结阈值电压的范围和平均值。

3.Shockley方程计算

Shockley 方程可以通过 PN 结物理模型直接推导得出。通过对 PN 结的结构参数及半导体材料特性进行测量或估算，可以得到 Shockley 方程中所需的各项参数，进而计算出 PN 结的阈值电压。