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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