第1章 晶体二极管
1.3 内容提要
1.3.2 PN结
1.PN结的形成
半导体中载流子的运动方式有两种:漂移运动——载流子在外加电场作用下的定向移动;扩散运动——因浓度梯度引起载流子的定向运动。
(1)当P型半导体和N型半导体结合在一起时,由于交界面处存在载流子浓度的差异,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。因此,形成了一个很薄的空间电荷区。
(2)绝大部分空间电荷区内自由电子和空穴的数目都非常少,在分析PN结特性时常忽略载流子的作用,只考虑离子区的电荷,这种方法称为“耗尽层近似”,故称空间电荷区为耗尽层,也称阻挡层、势垒区。
(3)P区一侧呈现负电荷,N区一侧呈现正电荷,因此空间电荷区出现方向由N区指向P区的电场。由于这个电场是载流子扩散运动形成的,而不��外加电压形成的,故称为内建电场。内建电场是由多子的扩散运动引起的,伴随着它的形成将带来两种影响:一是内建电场将阻碍多子的扩散;二是P区和N区的少子一旦靠近PN结,便在内建电场的作用下漂移到对方,使空间电荷区变窄。
(4)当扩散大于漂移时,空间电荷区宽度和内建电场必将增大,它阻止扩散、增强漂移,*终使两者之间达到动态平衡;反之,当漂移大于扩散时,空间电荷区宽度和内建电场必将减少,它增强扩散、减小漂移,*终使两者之间达到动态平衡,形成PN结。
(5)PN结处于动态平衡时,扩散电流与漂移电流相抵消,通过PN结的电流为零。
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