为什么pn结是少子器件 pn结的少子

2024-11-10 09:54 - 立有生活网

关于pn结中多子少子

多子和少子都是指载流子。在P型半导体材料中,空穴多,自由电子少,空穴是多子自由电子是少子;在N型半导体中正好相反,自由电子是多子,空穴是少子。

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为什么pn结是少子器件 pn结的少子


也有说成“多数子、少数子”的,还有叫做“多数载流子、少数载流子”的,含义一样。

PN结是什么

PN结(PN junction)。采用不同的掺杂工艺,通过扩散作用,将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结。PN结具有单向导电性。P是itive的缩写,N是negative的缩写,表明正荷子与负荷子起作用的特点。一块单晶半导体中 ,一部分掺有受主杂质是P型半导体,另一部分掺有施主杂质是N型半导体时 ,P 型半导体和N型半导体的交界面附近的过渡区称为PN结。PN结有同质结和异质结两种。用同一种半导体材料制成的 PN 结叫同质结 ,由禁带宽度不同的两种半导体材料制成的PN结叫异质结。

制造PN结的方法有合金法、扩散法、离子注入法和外延生长法等。制造异质结通常采用外延生长发。

什么是PN结?就是当把P形半导体和N形半导体做在一起时,由于P形半导体呈正电性,而N形半导体呈负电性。P形半导体里的空穴会向N形半导体扩散,而N形半导体里的电子会向P形半导体扩散,从而形成一个空间电荷区。

首先你要知道PN结是由P型半导体和N型半导体接触形成的。结深这个概念主要在太阳能电池的PN结里面提到的比较多,因为晶体硅电池的PN结是在P型沉底的硅片

什么是PN结?为什么只能单向导通?太阳能电池的发电原理(下)

片的话,我觉得应该是一个数字的代码的前缀吧,这样的话,我觉得结果的话,应该就是结束了,也就理完了

简述pn结的形成及原理

原理如下:

PN结是由一个N型掺杂区和一个P型掺杂区紧密接触所构成的,其接触界面称为冶金结界面。

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,我们称两种半导体的交界面附近的区域为PN结。

在P型半导体和N型半导体结合后,由于N型区内自由电子为多子空穴几乎为零称为少子,而P型区内空穴为多子自由电子为少子,在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度。

相关特性:

从PN结的形成原理可以看出,要想让PN结导通形成电流,必须消除其空间电荷区的内部电场的阻力。很显然,给它加一个反方向的更大的电场,即P区接外加电源的正极,N区结负极,就可以抵消其内部自建电场,使载流子可以继续运动,从而形成线性的正向电流。

而外加反向电压则相当于内建电场的阻力更大,PN结不能导通,极微弱的反向电流(由少数载流子的漂移运动形成,因少子数量有限,电流饱和)。

当反向电压增大至某一数值时,因少子的数量和能量都增大,会碰撞破坏内部的共价键,使原来被束缚的电子和空穴被释放出来,不断增大电流,最终PN结将被击穿(变为导体)损坏,反向电流急剧增大。

这就是PN结的特性(单向导通、反向饱和漏电或击穿导体),也是晶体管和集成电路最基础、最重要的物理原理,所有以晶体管为基础的复杂电路的分析都离不开它。

PN结中,什么叫多子和少子

多子和少子的形成:五价元素的原子有五个价电子,当它顶替晶格中的四价硅原子时,每个五价元素原子中的四个价电子与周围四个硅原子以共价键形式相结合,而余下的一个就不受共价键束缚,它在室温时所获得的热能足以便它挣脱原子核的吸引而变成自由电子,如图所示。出于该电子不是共价键中的价电子,因而不会同时产生空穴。而对于每个五价元素原子,尽管它释放出一个自由电子后变成带一个电子电荷量的正离子,但它束缚在晶格中,不能象载流子那样起导电作用。这样,与本征激发浓度相比,N型半导体中自由电子浓度大大增加了,而空穴因与自由电子相遇而复合的机会增大,其浓度反而更小了。

多子---在N型半导体中,将自由电子称为多数载流子,简称多子;

少子---在N型半导体中,空穴称为少数载梳子,简称少子。

施主杂质---将五价元素称为施主杂质,它是受晶格束缚的正离子。

在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷(或锑)是施主杂质,晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代,磷原子的最外层有五个价电子,其中四个与相临的半导体原子形成共价键,必定多出一个电子,这个电子几乎不受束缚,很容易被激发而成为自由电子,这样磷原子就成了不能移动的带正电的离子。每个磷原子给出一个电子,称为施主原子。

为什么理想pn结电流是少子扩散电流

你说的对,不是少子漂移、而是少子扩散电流为主,更不是多子扩散电流!

但是,二极管两边半导体的掺杂浓度增大后,二极管的少子扩散电流将有所减小!因为结边缘处的少子浓度是该处平衡载流子浓度的exp(qV/kT)倍;掺杂浓度越高,少子浓度就越小,则注入到边缘处的少子浓度就越小,所以扩散电流也就越小。注意:正向电流和反向电流都是随着掺杂浓度的提高而减小的。

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