作业帮二极管的PN结处的电场是如何形成的,形成后为什么又达到了平衡?外加电场是如何破坏的,并如何导电的?其实大概的过程知道,就是对于电场,电荷在电场中的运动,电场和电流的方向这部分知识
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/08 06:37:19
二极管的PN结处的电场是如何形成的,形成后为什么又达到了平衡?外加电场是如何破坏的,并如何导电的?其实大概的过程知道,就是对于电场,电荷在电场中的运动,电场和电流的方向这部分知识
二极管的PN结处的电场是如何形成的,形成后为什么又达到了平衡?外加电场是如何破坏的,并如何导电的?
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PN结的形成
在一块完整的硅片上,用不同的掺杂工艺使其一边形成N型半导体,另一边形成P型半导体,那么在两种半导体的交界面附近就形成了PN结.
在P型半导体和N型半导体结合后,由于N型区内电子很多而空穴很少,而P型区内空穴很多电子很少,在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差别.这样,电子和空穴都要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散.于是,有一些电子要从N型区向P型区扩散,也有一些空穴要从P型区向N型区扩散.它们扩散的结果就使P区一边失去空穴,留下了带负电的杂质离子,N区一边失去电子,留下了带正电的杂质离子.半导体中的离子不能任意移动,因此不参与导电.这些不能移动的带电粒子在P和N区交界面附近,形成了一个很薄的空间电荷区.
在出现了空间电荷区以后,由于正负电荷之间的相互作用,在空间电荷区就形成了一个内电场,其方向是从带正电的N区指向带负电的P区.显然,这个电场的方向与载流子扩散运动的方向相反,阻止扩散.
另一方面,这个电场将使N区的少数载流子空穴向P区漂移,使P区的少数载流子电子向N区漂移,漂移运动的方向正好与扩散运动的方向相反.从N区漂移到P区的空穴补充了原来交界面上P区所失去的空穴,从P区漂移到N区的电子补充了原来交界面上N区所失去的电子,这就使空间电荷减少,内电场减弱.因此,漂移运动的结果是使空间电荷区变窄,扩散运动加强.
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型半导体的结合面两侧,留下离子薄层,这个离子薄层形成的空间电荷区称为PN结.PN结的内电场方向由N区指向P区.在空间电荷区,由于缺少多子,所以也称耗尽层.