浅谈pn结的形成及其特性

浅谈pn结的形成及其特性如下：

特性是正向导通，反向截止。当正向电压达到一定值时（硅管0.7伏，锗管0.3伏）左右时，电流随电压成指数变化。与电阻相比它是具有非线性特性的，因此它的特性曲线一般是非线性的；有两种载流子，即电子和空穴；受温度影响比较大，因为温度变化影响载流子的运动速度以及本征激发的程度，因此设计或者运用时常需要考虑温度问题。

形成：在P型半导体和N型半导体交界处,由于P型半导体中的空穴多于电子,N型半导体中的电子多于空穴,所以,在交界面附近将产生多数载流子的扩散运动。P区的空穴向N区扩散,与N区的电子复合N区的电子向P区扩散,与N区的空穴复合。

由于这种扩散运动,N区失掉电子产生正离子,P区得到电子产生负离子,结果在界面两侧形成了由等量正、负离子组成的空间电荷区。在这个区域内,由于多数载流子已扩散到对方并复合掉,好像耗尽了一样,因此,空间电荷区又称为耗尽层。

由于空间电荷区的形成,建立了由N区指向P区的内电场。显然,内电场对多数载流子的扩散运动起阻碍作用,故空间电荷区也称为阻挡层。

同时,内电场有助于少数载流子的漂移运动,因此,在内电场作用下,N区的空穴向P区漂移,P区的电子向N区漂移,其结果是使空间电荷区变窄,内电场削弱。显然,扩散运动与漂移运动是对立的,当二者的运动达到动态平衡时,空间电荷区的宽度便基本稳定下来。这种宽度稳定的空间电荷区称为PN结。

1935年后贝尔实验室的一批科学家转向研究Si材料，1940年，用真空熔炼方法拉制出多晶Si棒并且掌握了掺入Ⅲ、Ⅴ族杂质元素来制造P型和N型多晶Si的技术。还用生长过程中掺杂的方法制造出第一个Si的PN结，发现了Si中杂质元素的分凝现象，以及施主和受主杂质的补偿作用。

1948年，威廉·肖克利的论文《半导体中的P-N结和P-N结型晶体管的理论》发表于贝尔实验室内部刊物。