目录gydF4y2Ba
P型和N型材料是什么?gydF4y2Ba
- P型——空穴是多数载流子，电子是少数载流子gydF4y2Ba
- N型-电子是多数载流子，空穴是少数载流子gydF4y2Ba
PN结的应用gydF4y2Ba
具有可变电容的光电二极管、光敏二极管、led和变容二极管。gydF4y2Ba
什么是PN结?gydF4y2Ba
- 所有半导体器件的基本组成部分是p-n结。gydF4y2Ba
- 它的主要电学特性是电流只欧宝体育黑人么能朝一个方向流动。gydF4y2Ba
- p-n结常被称为二极管。gydF4y2Ba
p型和n型能带图gydF4y2Ba
- 能带的基本特征是电子的能量状态在很宽的范围内的稳定性。gydF4y2Ba
- 因此，原子的价带和导带都有不同能级的能量。gydF4y2Ba
价带与导带gydF4y2Ba
- 的gydF4y2Ba价带gydF4y2Ba最上面的带是否几乎被填满，而gydF4y2Ba导带gydF4y2Ba是最低的几乎空的带。带隙就是它们之间的距离。gydF4y2Ba
费米能级gydF4y2Ba
- 的gydF4y2Ba费米能级gydF4y2Ba电子在绝对零度时所能占据的最大能级是多少gydF4y2Ba
- 由于电子都处于绝对零度的最低能态，费米能级位于价带和导带之间。gydF4y2Ba
- 在pn结的费米能级上有一个很大的不连续。gydF4y2Ba
EgydF4y2BacgydF4y2Ba-表示导带的底边gydF4y2Ba
EgydF4y2BavgydF4y2Ba-表示价带的上边缘gydF4y2Ba
EgydF4y2BaggydF4y2Ba-导带与价带E的区别gydF4y2BacgydF4y2Ba- egydF4y2BavgydF4y2Ba
EgydF4y2Ba我gydF4y2Ba-内在能量水平gydF4y2Ba
P-N结形成gydF4y2Ba
n型和p型掺杂硅(或锗)连接在一起形成p-n结gydF4y2Ba
- 大量的空穴想要向左移动，大量的电子想要分别在结的左右两侧向右扩散。gydF4y2Ba
- 因为它们是元素(如砷和硼)，被合并到晶格中，供体和受体是固定的，不会移动(直到你加热半导体，所以它们可以分散)，但它们产生的电子和空穴可以自由移动。gydF4y2Ba
理想p-n结gydF4y2Ba
- 空穴扩散到冶金结的左侧，并在那里与电子结合。它们留下带负电荷的受体区域。gydF4y2Ba
- 类似地，当电子向右扩散时，带正电的供体中心被留在后面。gydF4y2Ba
- 这种扩散过程最终必须结束。gydF4y2Ba
- 因为试图分散的载流子渴望被不断增长的固定电荷吸引(供体中心想要保留电子而受体中心想要保留空穴)。它达到平衡。gydF4y2Ba
- 扩散过程被这些固定电荷产生的电场减慢。它被称为损耗区，因为在这个固定电荷区没有更多的自由载流子，也被称为空间电荷区，是自由载流子仍然存在的地方。gydF4y2Ba
热平衡条件下p-n结的能级图gydF4y2Ba
定义漂移和扩散电流gydF4y2Ba
带电粒子的运动产生电流(带负电的电子和带正电的空穴)。载流子是指带电电子和空穴。gydF4y2Ba
在半导体中，驱动电子和空穴移动的主要机制有两种:gydF4y2Ba
漂移电流:gydF4y2Ba电场引起的运动被称为漂移。gydF4y2Ba
扩散电流:gydF4y2Ba扩散是由浓度变化引起的流动。gydF4y2Ba
热平衡(无外加场，无净电流流)gydF4y2Ba
- 由于电流彼此相反，在热平衡期间没有净电流流动。gydF4y2Ba
- 在非平衡状态下，一种电流流动机制优先于另一种，产生净电流流动。gydF4y2Ba
- 想要从n型层扩散到p层的电子存在势垒。gydF4y2Ba
PN结阻隔高度gydF4y2Ba
- 内置势和结势都是指势垒高度VgydF4y2BabigydF4y2Ba穿过p-n结。gydF4y2Ba
- 对应势垒的势能是qVgydF4y2Babi。gydF4y2Ba
- 电子势是向下正的，因为在能级图中电子能是向上正的。gydF4y2Ba
热平衡PN结能带图gydF4y2Ba
现有机制gydF4y2BaPN结的热平衡gydF4y2Ba，gydF4y2Ba
- 在DR(耗尽区)电是由载流子扩散引起的。gydF4y2Ba
- DR中的电场导致漂移电流的存在。gydF4y2Ba
- 大量的载流子是造成扩散电流的原因。gydF4y2Ba
- 漂移电流是由少数航母造成的。gydF4y2Ba
带偏置条件的PN结能带图gydF4y2Ba
PN结在偏置条件下是指施加电压。零偏置、正向外加电压、反向外加电压的能带行为如下所示。gydF4y2Ba
在平衡状态下gydF4y2Ba
- 当p-n结处于平衡状态时，两边的费米能级是匹配的。gydF4y2Ba
- 在结处，电子和空穴达到平衡并形成损耗区。gydF4y2Ba
- 图中向上的箭头表示电子能量的增加。gydF4y2Ba
- 这表明你需要提供能量让电子在图上向上移动，也需要提供能量让空穴在图上向下移动。gydF4y2Ba
正向偏压gydF4y2Ba
- 为了使p-n结向前偏置，p侧变得更正，使其“下坡”，使电子在结上迁移。gydF4y2Ba
- 靠近结的缝隙或“空穴”可以被移动的电子填满。gydF4y2Ba
- 当空穴从一个空位移动到另一个空位，向左移动到正极时，可以说它是向右移动的。gydF4y2Ba
- 在图中，电子从右向左传导，向上的趋势表示电子能量上升。gydF4y2Ba
反向偏置gydF4y2Ba
- p-n结的p侧被做得更负，以反向偏置，使电子“向上”穿过结。gydF4y2Ba
- 在图中，电子从右向左传导，向上的趋势表示电子能量上升。gydF4y2Ba
耗尽区gydF4y2Ba
- 损耗只是指某物数量的减少gydF4y2Ba
- 载流子在p-n结区的扩散导致损耗层。gydF4y2Ba
- 损耗区是不动离子区，因为损耗层包含电子和质子，但它们本质上是不动的。损耗区的势垒是由离子引起的。gydF4y2Ba
- 由于半导体中的这个损耗区，电荷流动减慢。gydF4y2Ba
- 该区域作为阻挡电子从半导体的n侧移动到p侧的屏障。gydF4y2Ba
如何在PN接头中指下坡和上坡?gydF4y2Ba
《山下》gydF4y2Ba“下坡”一词指的是电子在正向偏置条件下流过PN结的方式，其中p侧变得更正。gydF4y2Ba
〇上山gydF4y2Ba在PN结的反向偏置条件下，结的p侧变得更负，使得电子向上穿过结，称为“上坡”。gydF4y2Ba
