PN 结.doc

PN 结
PN结的形成
在一块N型〔或P型〕半导体上，掺入三价〔或五价〕的杂质元素，使其产生一个P型〔或N型〕半导体区间。这时，在N区和P区之间的交界面附近将形成一个极其薄的空间电荷层，称为PN结。
PN结形成原理PN 结
PN结的形成
在一块N型〔或P型〕半导体上，掺入三价〔或五价〕的杂质元素，使其产生一个P型〔或N型〕半导体区间。这时，在N区和P区之间的交界面附近将形成一个极其薄的空间电荷层，称为PN结。
PN结形成原理示意图
交界面两侧产生多子浓度的极大差异，此差异会引起交界面两侧多子相互扩散到达对方，并与对方的多子复合。经多子扩散后所形成的图片如下：

P区靠近交界面会形成一个负离子薄层，N区靠近交界面处会形成一个正离子薄层。交界面两侧这些薄层称为空间电荷区。由于多子扩散，这一区域缺少载流子，故也称耗尽层。但并不是没有载流子，只不过是它相对于中性区而言，载流子浓度很小，小的可以忽略。在两种半导体之间存在电位壁垒，对多子向另一侧扩散起阻碍作用，称为势垒或位垒。
扩散电流和漂移电流的形成

接近PN结的少子受内电场的作用而被加速，向另一侧漂移，形成漂移电流
漂移电流和扩散电流大小相等，方向相反，到达动态平衡

少数能量大的多子克服内电场产生的电场力扩散到另一侧，形成扩散电流
不对称的PN结
当N区和P区的掺杂浓度相等时，两侧空间电荷区的宽度相等。当P区和N区的掺杂浓度不相等时，掺杂浓度高的一侧离子电荷密度大，空间电荷区的宽度较窄；掺杂浓度高的一侧，离子电荷密度低，空间电荷区的宽度较宽。
PN结的正偏和反偏
P型半导体接负极，N型半导体接正极，PN结反偏。反偏时，外电场和内电场方向相同，外电场加强了内电场的势垒作用，势垒增加，有利于少子漂移，不利于多子扩散。所以PN结反偏时，PN结变宽，呈现为高电阻，处于反向截止状态。