本征半导体掺入不同的元素(3价的硼,5价的磷),使一边为P型,另一边为N型,在两部分的接触面就会形成一个特殊的薄层,我们称之为PN结。
PN结形成:
1.P型区和N型区两边的载流子性质及浓度均不相同,P型区的空穴浓度大,而N型区的电子浓度大,于是在交界面处产生了扩散运动。P型区的空穴向N型区扩散,因失去空穴而带负电;而N型区的电子向P型区扩散,因失去电子而带正电,这样在P区和N区的交界处形成了一个电场,又称为内电场。
2.在内电场的作用下,电子将从P区向N区作漂移运动,空穴则从N区向P区作漂移运动。经过一段时间后,扩散运动与漂移运动达到一种相对平衡状态,在交界处形成了一定厚度的空间电荷区叫做PN结,也叫阻挡层,势垒,耗尽层。
PN结中在漂移运动和扩散作用的双重影响下载流子数量非常少的一个高电阻区域
二极管PN结的工作原理:
1.如果将PN结加正向电压,即P区接正极,N区接负极。由于外加电压的电场方向和PN结内电场方向相反。在外电场的作用下,内电场将会被削弱,使得阻挡层变窄,扩散运动因此增强。这样多数载流子将在外电场力的驱动下源源不断地通过PN结,形成较大的扩散电流,称为正向电流。
即PN结正向导电时,其电阻是很小的。
2.如果PN结加反向电压,由于外加电场的方向与内电场一致,增强了内电场,多数载流子扩散运动减弱,没有正向电流通过PN结,只有少数载流子的漂移运动形成了反向电流。由于少数载流子为数很少,故反向电流是很微弱的。
即PN结在反向电压下,其电阻是很大的。
PN结通过正向电压时可以导电,常称为导通;
PN结加反向电压时不导电,常称为截止。
即PN结具有单向导电性。
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