- 主题:请问,为什么纯si不导电,掺杂后导电?比如p
半导体相当于固态等离子体,你搜一下这个概念是啥,可能对你理解这个问题有帮助
【 在 guoqingjie 的大作中提到: 】
:你说的这些我都懂。我不懂的是在pn结的街区自由载流子与空穴复合后,也成了共价键,跟si有什么不同,为什么还能继续导电?
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FROM 202.99.210.*
我有点理解楼主的意思,大致是这样的,就是说,纯硅,外面接上电压差,为啥不导电?电子为啥不能从负极进入纯硅然后继续到达正极?当然,根据高中物理,电子也没法这样动。要不然电子咋不经过空气直接穿越电容两级呢?
我看到了一个区别,就是如果P掺杂了,那么多出来的电子很自由,而整体是电中性的。这个时候如果加上电压差,电中性里面的电子容易根据电压流动。而原来纯硅是电中性的,没有自由电子,外面加了电压差,硅里面没有电子可以运动。相当于外加电压两级间如果是掺杂的硅,那么里面其实是"导体"。
【 在 guoqingjie 的大作中提到: 】
: 看了个小视频,说纯si形成了八电子的外层电子,电池里的电子不能进入半导体,不能穿过半导体,所以没有电流。
: 掺杂后,p外层缺一个电子,电池里电子能进去,所以能导电。
: 奇怪,p在si的包围圈里,电子怎么进去?如果能进去,为什么进不去纯si?
: ...................
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FROM 72.199.121.*
你总是试图用单层半导体的电导图像来理解pn结,这是不可能搞明白的。
单层半导体加电场,电子作漂移运动,电导等于nqu,图像很简单。而pn结电流既有漂移运动也有扩散运动,要复杂得多。
【 在 guoqingjie 的大作中提到: 】
: 你说的这些我都懂。我不懂的是在pn结的街区自由载流子与空穴复合后,也成了共价键,跟si有什么不同,为什么还能继续导电?
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FROM 182.104.74.*
感谢耐心回复。但是我还是不能明白。
【 在 flameblue 的大作中提到: 】
: 你总是试图用单层半导体的电导图像来理解pn结,这是不可能搞明白的。
单层半导体加电场,电子作漂移运动,电导等于nqu,图...
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FROM 106.121.188.*
找一本模拟电子技术教材看看
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FROM 111.181.102.*
pn结不同于单层材料,它在结面附近电子和空穴存在浓度梯度,因而存在互扩散,它们扩散到对方区域就会发生复合而使一个薄层内载流子被耗尽,这一层又叫耗尽层。耗尽层里没有载流子,但还有不可移动的掺杂离子,因两边电荷相反,所以形成从N区指向P区的电场,所以耗尽区又叫空间电荷区。空间电荷区的电场会阻止电子和空穴的进一步互扩散,最终达到平衡。空间电荷区给电子和空穴的运动形成了能量势垒,所以该区域又叫势垒区。所以你看,这情况比单层复杂多了。
pn结的电流简单来说可以这么理解:施加从p层指向n层的电场,在n层内电子从电极往p区方向漂移,在耗尽层边缘处,电子浓度比平衡时增加因此,向p区扩散的扩散电流增大,到达p区后继续向p层内部扩散,在一个扩散长度内它们会跟空穴复合掉。电子复合掉不是电流的终结,而是转换成了从p层向耗尽层漂移的空穴漂移电流。反过来,也可以同样描述空穴从p区漂移,扩散,以及在n区复合的过程。所以pn结的总电流等于电子电流和空穴电流的总和。
对于电子或者空穴而言,以上漂移和扩散的过程是一种串联关系。因此pn结电阻等于这几部分电阻之和。通常情况下,电子和空穴分别在n区和p区漂移的电阻很小,跟势垒区相比可以忽略,只需要讨论势垒区的电阻。势垒区载流子浓度很低,电阻很大(大于你所说的未掺杂硅)。但它的厚度随着外加正向偏压而减小,因此电阻会随电压增大而指数减小。如果外加电压大于空间电荷区的内建电势差,那么这层耗尽就消失了,整个pn结的电阻就变得很小,也就是你说的加1.5伏的情况。
【 在 guoqingjie 的大作中提到: 】
: 感谢耐心回复。但是我还是不能明白。
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: 单层半导体加电场,电子作漂移运动,电导等于nqu,图...
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FROM 182.84.192.*
模电讲得很清楚了。但是,书上没有回答我的问题:常温下si内没有自由电子,外来电子在外加电场作用下很难穿过si,即使是很薄的s;但是,pn结在不加电时,结区自由电子和空穴复合后,同样没有自由电子自由载流子,但是外来电子在很小的外加电压下就很容易地进入结区穿过结区。在某些二极管中这个结区甚至比较厚。为什么都是没有自由载流子的物质,一个电子容易过一个电子几乎过不去?
【 在 chengx835 的大作中提到: 】
: 找一本模拟电子技术教材看看...
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FROM 219.236.122.*
你所说的pn结内没有载流子的电阻,就是加反向电压的情况,这时候电阻很大的。正向偏压情况下,如果电压小于内建电势差,电阻也是很大的。只有外加电压大于内建电势差,电阻才小,这时候耗尽层没有了,也就是所谓没有载流子的那个区域消失了。为什么会消失?因为有载流子浓度梯度导致的扩散。平衡时内建电场对抗扩散,外加正向偏压抵消内建电场,扩散就能进行了。
【 在 guoqingjie 的大作中提到: 】
: 模电讲得很清楚了。但是,书上没有回答我的问题:常温下si内没有自由电子,外来电子在外加电场作用下很难穿过si,即使是很薄的s;但是,pn结在不加电时,结区自由电子和空穴复合后,同样没有自由电子自由载流子,但是外来电子在很小的外加电压下就很容易地进入结区穿过结区。在某些二极管中这个结区甚至比较厚。为什么都是没有自由载流子的物质,一个电子容易过一个电子几乎过不去?
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FROM 106.224.193.*
先给你解释单独的N为啥导电,电子用o表示
有自由电子: o => A- o o o o o o o o -B
无自由电子: o => A- -B
外面的电子,从A到B,并不是自己亲自到了B,第一个图所示,A和B中间有自由电子,o挤进去A后,就把临近B的一个自由电子挤出来了,相当于A到B有了电流
如果没有自由电子,就如第二个图,外来电子要从A到B,必须要穿过很长的路径,和第一个图相比,当然难度大多了
【 在 guoqingjie 的大作中提到: 】
: 看了个小视频,说纯si形成了八电子的外层电子,电池里的电子不能进入半导体,不能穿过半导体,所以没有电流。
: 掺杂后,p外层缺一个电子,电池里电子能进去,所以能导电。
: 奇怪,p在si的包围圈里,电子怎么进去?如果能进去,为什么进不去纯si?
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FROM 183.220.91.*
可以翻翻固体物理书——能带
【 在 guoqingjie 的大作中提到: 】
: 模电讲得很清楚了。但是,书上没有回答我的问题:常温下si内没有自由电子,外来电子在外加电场作用下很难穿过si,即使是很薄的s;但是,pn结在不加电时,结区自由电子和空穴复合后,同样没有自由电子自由载流子,但是外来电子在很小的外加电压下就很容易地进入结区穿过结区。在某些二极管中这个结区甚至比较厚。为什么都是没有自由载流子的物质,一个电子容易过一个电子几乎过不去?
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FROM 171.83.117.*