PN結(jié)的形成
發(fā)布時間:2012/7/5 19:34:09 訪問次數(shù):2863
若在一塊本征半導(dǎo)體上,兩邊摻入GRM155R71H392KA01D不同的雜質(zhì),使一邊成為P型半導(dǎo)體,另一邊成為N型半導(dǎo)體,由于兩種半導(dǎo)體的多子不同,其交界面兩側(cè)的電子和空穴存在濃度差,會出現(xiàn)多子的擴(kuò)散運(yùn)動。N區(qū)的自由電子往P區(qū)擴(kuò)散,而P區(qū)的空穴往N區(qū)擴(kuò)散,如圖1-16所示。擴(kuò)散的結(jié)果是在N區(qū)留下帶正電的離子(圖中用①表示),而P區(qū)留下帶負(fù)電的寓子(圖中用O表示),在交界面兩側(cè)的區(qū)域內(nèi),自由電子和空穴因復(fù)合而成對消失,形成一個很薄的空間電荷區(qū),這就是PN結(jié),也稱為耗盡層或者勢壘層。
如果在P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體上各加上一根引線,然后進(jìn)行封裝,便構(gòu)成一個二極管,所以PN結(jié)是二極管最核心的組成部分。
在空間電荷區(qū)內(nèi),靠N區(qū)一側(cè)的是失去了電子的正離子,帶正電;靠P區(qū)一側(cè)的是得到了多余電子的負(fù)離子,帶負(fù)電,因此產(chǎn)生一個由N區(qū)指向P區(qū)的內(nèi)電場E,如圖1-16所示。該電場有兩方面的作用:一方面阻擋多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動;另一方面使N區(qū)的少數(shù)載流子空穴向P區(qū)漂移,使P區(qū)的少數(shù)載流子自由電子向N區(qū)漂移。少數(shù)載流子在內(nèi)電場作用下有規(guī)則的運(yùn)動叫做漂移運(yùn)動。
在PN結(jié)的形成過程中,剛開始時,以擴(kuò)散運(yùn)動為主,隨著空間電荷區(qū)的加寬和內(nèi)電場的加強(qiáng),多數(shù)載流子運(yùn)動逐漸減弱,漂移運(yùn)動逐漸加強(qiáng),使空間電荷區(qū)變窄。而空間電荷區(qū)的變窄,又會對擴(kuò)散運(yùn)動產(chǎn)生抑制作用。最終,擴(kuò)散運(yùn)動與漂移運(yùn)動會達(dá)到動態(tài)平衡。此時,空間電荷區(qū)的寬度基本穩(wěn)定下來,擴(kuò)散電流等于漂移電流,通過PN結(jié)的電流為零,PN結(jié)處于動態(tài)的穩(wěn)定狀態(tài)。
若在一塊本征半導(dǎo)體上,兩邊摻入GRM155R71H392KA01D不同的雜質(zhì),使一邊成為P型半導(dǎo)體,另一邊成為N型半導(dǎo)體,由于兩種半導(dǎo)體的多子不同,其交界面兩側(cè)的電子和空穴存在濃度差,會出現(xiàn)多子的擴(kuò)散運(yùn)動。N區(qū)的自由電子往P區(qū)擴(kuò)散,而P區(qū)的空穴往N區(qū)擴(kuò)散,如圖1-16所示。擴(kuò)散的結(jié)果是在N區(qū)留下帶正電的離子(圖中用①表示),而P區(qū)留下帶負(fù)電的寓子(圖中用O表示),在交界面兩側(cè)的區(qū)域內(nèi),自由電子和空穴因復(fù)合而成對消失,形成一個很薄的空間電荷區(qū),這就是PN結(jié),也稱為耗盡層或者勢壘層。
如果在P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體上各加上一根引線,然后進(jìn)行封裝,便構(gòu)成一個二極管,所以PN結(jié)是二極管最核心的組成部分。
在空間電荷區(qū)內(nèi),靠N區(qū)一側(cè)的是失去了電子的正離子,帶正電;靠P區(qū)一側(cè)的是得到了多余電子的負(fù)離子,帶負(fù)電,因此產(chǎn)生一個由N區(qū)指向P區(qū)的內(nèi)電場E,如圖1-16所示。該電場有兩方面的作用:一方面阻擋多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動;另一方面使N區(qū)的少數(shù)載流子空穴向P區(qū)漂移,使P區(qū)的少數(shù)載流子自由電子向N區(qū)漂移。少數(shù)載流子在內(nèi)電場作用下有規(guī)則的運(yùn)動叫做漂移運(yùn)動。
在PN結(jié)的形成過程中,剛開始時,以擴(kuò)散運(yùn)動為主,隨著空間電荷區(qū)的加寬和內(nèi)電場的加強(qiáng),多數(shù)載流子運(yùn)動逐漸減弱,漂移運(yùn)動逐漸加強(qiáng),使空間電荷區(qū)變窄。而空間電荷區(qū)的變窄,又會對擴(kuò)散運(yùn)動產(chǎn)生抑制作用。最終,擴(kuò)散運(yùn)動與漂移運(yùn)動會達(dá)到動態(tài)平衡。此時,空間電荷區(qū)的寬度基本穩(wěn)定下來,擴(kuò)散電流等于漂移電流,通過PN結(jié)的電流為零,PN結(jié)處于動態(tài)的穩(wěn)定狀態(tài)。
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