PN结——“耗尽层”?
當(dāng)摻雜5價(jià)磷的N型半導(dǎo)體和摻雜3價(jià)硼的P型半導(dǎo)體碰到一塊時(shí),N型半導(dǎo)體中的電子會擴(kuò)散向P區(qū),如圖1,?擴(kuò)散發(fā)生后,便會在交界處形成“空間電荷區(qū)”,空間電荷區(qū)中有電荷嗎,答案是肯定的,在擴(kuò)散平衡后,越靠近中線的N區(qū),電子濃度越小,也就是在圖一中,越向右電子濃度越高,越向左,電子濃度越低,空穴濃度越高,此時(shí)人為定義在n區(qū)電子濃度小于某個濃度的左側(cè)和p區(qū)空穴濃度小于某一濃度的右側(cè)為空間電荷區(qū),即耗盡層。無論是電子還是空穴,其濃度都是逐漸變化的,是“模擬的”。在空間電荷區(qū)中,越靠近中間,電場越大,越靠近兩側(cè),電場越小。所有空間電荷區(qū)的電勢變化并不是直線。實(shí)際上根據(jù)半導(dǎo)體物理器件,pn節(jié)內(nèi)電場強(qiáng)度變化為直線,故電勢變化為二次函數(shù)關(guān)系。
圖2 圖3????
?如圖2,當(dāng)PN結(jié)接正向電壓時(shí),外電源從p區(qū)抽取電子,將電子再送回n區(qū),這時(shí),從pn結(jié)內(nèi)部看,擴(kuò)散運(yùn)動產(chǎn)生的內(nèi)電勢被削弱了,因此,需要更多的擴(kuò)散運(yùn)動來補(bǔ)充,故電流持續(xù)不斷地流過。
如圖3,當(dāng)PN結(jié)接反向電壓時(shí),外電源從n區(qū)抽取電子,將電子再送回p區(qū),這相當(dāng)于什么,相當(dāng)于擴(kuò)散運(yùn)動通過外電源進(jìn)行了,從pn結(jié)內(nèi)部看,多子濃度整體減小,故耗盡層加寬。使得電流增大的只有少子飄移運(yùn)動,故電流很小。
齊納擊穿:
(1)課本解釋:在高摻雜的情況下,因耗盡層寬度很窄,不大的反向電壓就可在耗盡層形成很強(qiáng)的電場,而直接破壞共價(jià)鍵,使價(jià)電子脫離共價(jià)鍵束縛,產(chǎn)生電子 -空穴對,致使電流急劇增大,這種擊穿稱為齊納擊穿。
(2)自我理解:摻雜濃度較高時(shí),耗盡層為什么就窄,既然窄了,那么就可以想,擴(kuò)散運(yùn)動和飄移運(yùn)動相比,后者對濃度(長度?)更敏感。下面繼續(xù),加反向電壓后,外界源幫助了擴(kuò)散運(yùn)動,擴(kuò)散運(yùn)動就想到于更強(qiáng),就會產(chǎn)生更強(qiáng)的電場。故。
雪崩擊穿:
(1)課本解釋:。當(dāng)反向電壓增加到較大數(shù)值時(shí),耗盡層的電場使少子加快漂移速度,從而與共價(jià)鍵中的價(jià)電子相碰撞,把價(jià)電子撞出共價(jià)鍵,產(chǎn)生電子-空穴對。新產(chǎn)生的電子與空穴被電場加速后又撞出其它價(jià)電子,載流子雪崩式地倍增,致使電流急劇增加 ,這種擊穿稱為雪崩擊穿。
(2)自我理解:
總結(jié)
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