PN結加正向電壓時,空間電荷區將變窄是因為:PN結外加正向電壓,此時外電場將多數載流子推向空間電荷區,使其變窄,削弱了內電場,破壞了原來的平衡,使擴散運動加劇,漂移運動減弱,由于電源的作用。擴散運動將源源不斷地進行,從而形成正向電流,PN結導通。
簡單來說就是因為: 外電場和內電場方向相反,理應削弱內電場,破壞原有平衡,此時擴散運動加劇,漂移運動減弱。
內電場是如何形成的: 由P區空穴擴散到N區、N區自由電子擴散到P區,兩區接觸靠近P區的地方由于失去空穴產生負離子區;兩區接觸靠近N區的地方由于失去自由電子產生正離子區。正負離子區就形成了內電場。
PN結加正向電壓時,空間電荷區將變窄還需要考慮外接電源會提供電子:
因為PN結無外接電源時內部電場平衡,擴散運動和漂移運動平衡,但是外接電源時該平衡被打破,擴散運動遠大于漂移運動,大量自由電子和空穴涌入,打破了平衡。
電源負極會催動大量的自由電子,在外電場的作用下,大量自由電子會進入N區,一小部分與空間電荷區的正離子復合呈電中性,這也就相當于削弱了內電場。
同理電源正極會催動大量的空穴,在外電場的作用下,大量空穴會進入P區,一小部分與空間電荷區的負離子復合呈電中性,這也就相當于削弱了內電場。
同時,外加正向電壓時,P區會有更多的空穴擴散到N區、N區會有更多的自由電子擴散到P區,照理會產生更多的負離子和正離子,加寬內電場,但電源催動的空穴和電子參與擴散時并不會留在P區和N區,而是再循環一圈后重新回到電源。
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