
首先得先了解pn结的形成。在N型
半导体和P型半导体的结合面上,因浓度差所以多子的
扩散运动;自由电子与空穴复合,此时由杂质离子形成空间
电荷区(p区是负电荷,n区是正电荷),便有n指向p的内电场,阻止多子扩散,最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。在P型半导体和N型半导体的结合面处,留下离子薄层,这个离子薄层形成的空间电荷区(耗尽层)称为PN结。当在pn结(二极管)两端加正向电压时,内电场减弱,多子扩散大于少子漂移,使得载流子越过耗尽层,进入对面,并与其相反电荷载流子复合,形成扩散区(p区、n区各有一个)。耗尽层就是在PN结附近,其中的载流子因扩散而耗尽,只留下不能移动的正负离子的区域,又称空间电荷区.在 P 型半导体中有许多带正电荷的空穴和带负电荷的电离杂质.在电场的作用下,空穴是可以移动的,而电离杂质(离子)是固定不动的 .N 型半导体中有许多可动的负电子和固定的正离子.当P型和N型半导体接触时,在界面附近空穴从P型半导体向N型半导体扩散,电子从N型半导体向P型半导体扩散.空穴和电子相遇而复合,载流子消失.因此在界面附近的结区中有一段距离缺少载流子,却有分布在空间的带电的固定离子,称为空间电荷区 .P 型半导体一边的空间电荷是负离子 ,N 型半导体一边的空间电荷是正离子.正负离子在界面附近产生电场,这电场阻止载流子进一步扩散 ,达到平衡.概念上的问题首先,没有扩散能量这个概念,扩散是一种自然进行的动作,最终会达到动态平衡。而耗尽层宽度就取决于达到动态平衡状态的掺杂浓度。而耗尽层的宽度主要受到两种作用的影响,那就是多子的扩散和少子的漂移,扩散是由于浓度差的存在,漂移是因为空间电荷区的电场作用,两者达到动态平衡后耗尽层宽度就不再变化。掺杂浓度越高,耗尽区越宽,而不是越窄,浓度升高,扩散作用变强,空间电荷区变宽,同时漂移作用增强阻碍扩散,达到平衡后实际耗尽区宽度是变宽了。最后,电场强度如上所述,是会随着掺杂浓度变化的,而不是不变的
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