模电中 PN结加反偏电压的疑问?

模电中 PN结加反偏电压的疑问?,第1张

PN结。P型半导体掺入的杂质是正三价的元素,它的多子是空穴,空穴相当于带正电(我说的是相当于,实际上不是这么回事,空穴的形成是因为杂质元素最外层电子书与半导体硅的最外层电子不能完全中和和形成的电子移动留下的空位,表现出带正电的特征)N型半导体正相反,掺杂的是五价元素,其多子是自由电子,显负电。自然的,P型半导体的多子是空穴那么其少子就是自由电子,N型半导体的少子是空穴。PN结最根本的形成是因为多子的扩散运动和少子在电场力作用下的漂移运动(自然界的事物总是趋于平衡的,扩散运动和漂移运动就相互制约让PN结趋于平衡)P型半导体和N型半导体形成时,在它们接触的地方,因为P型半导体内的空穴浓度和自由电子浓度和N型半导体内的浓度正好相反,所以会发生扩散现象,即P型半导体的空穴向N型半导体移动,N型半导体内的自由电子向P型半导体移动。这样,原来的P型N型半导体内的电平横是不是被破坏了,所以这种扩散使得原来的P型半导体代负电,N型半导体代正电,从而形成一个内电场,方向由N指向P,对不对?你问的问题关键就在这个内电场。在内电场的作用下,电场区域内的少子也会发生移动,P型半导体的少子(自由电子)向N型半导体移动,N型半导体的少子(空穴)向P型半导体移动,这样当这种漂移运动达到一定程度的时候就和扩散运动形成的内电场达到一个平衡,所以PN结是稳定的。 再有就是你理解的,我觉得你是没理解PN结的形成原因,PN结正偏我就不说了,正偏导通你应该懂的。我给你说说反偏为什么不导通。PN结反偏,如你所说,将电源负极接到P端,正极接到N端,这个时候请你注意我之前说的内电场,内电场的方向是有N指向P,反偏电压的方向是和内电场方向相同的,它会增强内电场,但同,漂移运动是因为内电场才产生的,内电场增强了,漂移运动是不是也增强了?漂移运动制衡内电场,它们之间又会有一个新的平衡,所以最后PN结还是稳定的,不导通。 实际中,加上反偏电压,PN结也有电流,叫反向饱和电流,是由热激发而产生的。

想知道表象是怎么产生的,就得先知道本质。

我给你讲讲PN结为什么会产生。

由于P型半导体和N型半导体分别参杂三价元素和五价元素元素,不过这些元素的量小,主要还是四价的硅(锗),这就导致了他们的结合方式是公用电子对,每个都和周围的原子形成一对共用电子对,因为硅(锗)是四价的,所以每个都应该有4个公用电子对。但是呢三价元素和五价元素元素的原子核最外层电子书分别是3个和5个,因为含量少,所以就要仿照四价的硅(锗)去形成4对电子对。结果呢,三价元素因为少了一个电子就出现了一个空穴,同样五价元素因为多了一个电子就剩下了。

PN节为什么会形成呢?

在化学上讲过,原子有这样一种趋势--保持稳定(就是说尽可能的让最外层电子数为8,氢和氦除外)

先考虑P型半导体内部,三价元素最外层只有3个电子,所以只能和周围的3个电子形成公用电子对,还有一个硅想和它形成公用电子对,但是它没电子可以用了,导致这个硅最外层电子数是7,它(三价元素)也是7.因为要保持稳定,就要向外界要一个电子。

N型半导体和P型半导体相反,多一个电子没人要,谁都想办法送出去,把“P”“N”放一起了,就实现了一个“双赢”P型半导体想要电子,N型半导体想送,就出现了PN节。但是本来原子核的核电荷数与和外电子数应该是相等的,一个送一个要就导致两边的的部分原子带点了,送电子的N型半导体显正点,要电子的P型半导体带负电,PN节两边就有了电压差,阻止了电子的继续移动。

说道载流子的流动,其实只有电子是可以流动的,空穴只是个位子。(这个想了解可以单独问我,铭)

想要图片解释也可以说呀!


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