由一塊p型半導體和一塊n型半導體合在一起的中間部位稱為pn結
在這個空間電荷區中,p區充滿不可移動的負離子,n區充滿不可移動的正離子,因此會產生乙個內電場,方向從n極指向p極。
pn結中,由於濃度差的存在,會產生多子的擴散運動,即p區的空穴會向n區擴散,n區的自由電子會向p區擴散。
結合一二兩點可知,內電場的存在會抑制擴散運動,即阻礙多子向對面移動;同時促進少子向對面移動,即產生漂移運動。最終擴散運動和漂移運動會達到乙個動態平衡。
半導體內電場的區域,既叫pn結,也叫耗盡層(1)pn結正偏:指外加電源後,p區的電位高於n區,此時也叫加正向電壓,即外電場由p區指向n區
(2)加入正向電壓後:外電場方向與內電場方向相反,因此內電場受到削弱,於是內電場對擴散運動的阻礙減弱,擴散電流增大;同時對漂移運動的促進也減弱,但是因為漂移電流一般極小,所以它的變化對總的電流幾乎無影響。
(3)此時總的電流是較大的,即:pn結加正向電壓時是呈現低阻性的。
(1)pn結反偏:指外加電源後,n區的電位高於p區,此時也叫加反向電壓,即外電場方向由n區指向p區。
(2)加入反向電壓後:外電場方向與內電場方向相同,內電場受到加強,於是內電場對擴散運動的阻礙加強,擴散電流大幅減小;同時對漂移運動的促進也加強,然而漂移電流相比於擴散電流太小,就算增加也無濟於事,所以總電流是很小的。
(3)此時,總電流很小,即:pn結加反向電壓時是呈現高阻性的。
結論:pn結具有單向導電性先確定乙個外加電壓的參考方向!結電流方程的工程近似:
下圖中的ubr是指反向擊穿電壓pn結偏置電壓的變化會導致pn結空間電荷區的電荷數量和兩側的載流子數量均發生變化,現象與電容相似。
按照產生機理得到不同,可分為勢壘電容和擴散電容:
半導體 pn 結的原理
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