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  • 二極管的PN結介紹

    發布時間:2018/11/25

    純凈半導體中摻入微量的雜質元素,形成的半導體稱為雜質半導體。半導體根據摻入的雜質元素的不同,可以分為P型半導體和N型半導體。二極管有PN結,采用不同的摻雜工藝,通過擴散作用,將P型半導體和N型半導體制作在同一塊半導體基片上,在它們的交界處形成空間電荷區稱之為PN結,PN結具有單向導電性。

    PN結形成
    當把P型半導體和N型半導體制作在一起時,在它們的交界面處秒速赛车,由于兩種半導體多數載流子的濃度差很大,因此P區的空穴會向N區擴散,同時,N區的自由電子也會向P區擴散秒速赛车,如圖1所示。圖中 虛線箭頭表示P區中空穴的移動方向,實線箭頭表示N區中自由電子的移動方向。


    擴散到P區的自由電子遇到空穴會復合,擴散到N區的空穴與自由電子也會復合秒速赛车,所以在交界面處多子的濃度會下降,P區出現負離子區,N區出現正離子區,稱為空間電荷區。出現空間電荷區以后, 由于正負電荷之間的相互作用,在空間電荷區會形成一個電場,電場方向由帶正電的N區指向帶負電的P區秒速赛车。由于這個電場是由載流子擴散運動(即內部運動)形成的,而不是外加電壓形成的,故稱為內電場。隨著擴散運動的進行,空間電荷區會加寬秒速赛车,內電場增強,其方向正好阻止了P區中的多子空穴和N區中的多子自由電子的擴散。

    在內電場電場力的作用下,P區的少子自由電子會向N區漂移,N區的少子空穴也會向P區漂移。漂移運動的方向正好與擴散運動的方向相反秒速赛车。從N區漂移到P區的空穴補充了原來交界面上P區失去的空穴, 而從P區漂移到N區的自由電子補充了原來交界面上N區所失去的自由電子,這就使得空間電荷變少。由此可見,漂移運動的作用是使空間 電荷區變窄,與擴散運動的作用正好相反。在無外加電場和其他激發作用下,參與擴散運動的多子數目與參與漂移運動的少子數目相等時,達到動態平衡,這是交界面兩側形成的一定厚度的空間電荷區,稱為PN結。這個空間電荷區阻礙多子的擴散,因此也稱阻擋層;又由于其中幾乎沒有載流子,因此又稱耗盡層。

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