pn結的形成/多晶硅中PN結是怎樣形成的?
pn結的形成/多晶硅中PN結是怎樣形成的?
PN結及其形成過程
在雜質半導體中, 正負電荷數是相等的,它們的作用相互抵消,因此保持電中性。
1、載流子的濃度差產生的多子的擴散運動 在P型半導體和N型半導體結合后,在它們的交界處就出現了電子和空穴的濃度差,N型區內的電子很多而空穴很少,P型區內的空穴而電子很少,這樣電子和空穴很多都要從濃度高的地方向濃度低的地方擴散,因此,有些電子要從N型區向P型區擴散, 也有一些空穴要從P型區向N型區擴散。
2、電子和空穴的復合形成了空間電荷區 電子和空穴帶有相反的電荷,它們在擴散過程中要產生復合(中和),結果使P區和N區中原來的電中性被破壞。 P區失去空穴留下帶負電的離子,N區失去電子留下帶正電的離子, 這些離子因物質結構的關系,它們不能移動,因此稱為空間電荷,它們集中在P區和N區的交界面附近,形成了一個很薄的空間電荷區,這就是所謂的PN結。
3、空間電荷區產生的內電場E又阻止多子的擴散運動 在空間電荷區后,由于正負電荷之間的相互作用,在空間電荷區中形成一個電場,其方向從帶正電的N區指向帶負電的P區,由于該電場是由載流子擴散后在半導體內部形成的,故稱為內電場。因為內電場的方向與電子的擴散方向相同,與空穴的擴散方向相反,所以它是阻止載流子的擴散運動的。綜上所述,PN結中存在著兩種載流子的運動。一種是多子克服電場的阻力的擴散運動;另一種是少子在內電場的作用下產生的漂移運動。因此,只有當擴散運動與漂移運動達到動態平衡時,空間電荷區的寬度和內建電場才能相對穩定。由于兩種運動產生的電流方向相反,因而在無外電場或其他因素激勵時,PN結中無宏觀電流。
上大學時貪玩,對于電路,模擬電子,數字電子,高頻,電子測量以及信號與系統等等課程可以用沒學來形容。目前主要從事單片機程序的開發,偶爾也設計一下簡單的電路,在與他人交流時發現,原來那些基礎非常之重要,讓自己感到非常的愧疚,一直以來想惡補一下,忙亂中看了看運放的基礎知識,發現還是不夠底層,才發現還需要從PN結,二極管,三極管學起。一直很納悶為什么有些東西在別人的腦子里就像1+1一樣,而到自己這里卻跟天書一樣。一直以為是自己的記憶力衰退了,什么東西看過了,很快就忘記了,沒有印象,但是又不愿意承認自己就是學不會模擬電子,硬是耐著性子繼續看書,現在終于有點概念了,閉上眼睛知道哪個電子在往哪里跑,知道了什么叫N型半導體,什么叫P型半導體,知道了PN結的形成過程,知道了結電容的概念。
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這里所涉及到的概念:
1、本征激發:本征半導體共價鍵中的價電子在室溫下獲得足夠的能量掙脫共價鍵的束縛成為自由電子的現象。本征激發產生電子—空穴對。
2、P型半導體:
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3、N型半導體:
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4、PN結形成過程:
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