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pn結有什麼優勢
pn結有什麼優勢
更新时间:2025-04-04 10:38:59

該内容轉載自筆談電氣

曾經在課本中學過,把一塊P型半導體和一塊N型半導體采用特殊工藝把它們黏連在一起,就形成了PN結。這種說法對嗎?看着也對,不對也對,反正是教材中說的,不會有錯吧…

pn結有什麼優勢(什麼是PN結)1

看着也沒什麼毛病,那麼這種特殊工藝到底是一種什麼工藝哪?

P型半導體摻雜的是3價硼,其多子是空穴,N型半導體摻雜的是5價磷,其多子是自由電子。把它們倆黏在一起,由于空穴與自由電子濃度差的原因,不對它們施加任何外界條件,就會發生擴散運動,P區的空穴向N區擴散,N區的自由電子向P區擴散,就跟路過餐館聞到香味一個道理。

pn結有什麼優勢(什麼是PN結)2

擴散的結果就導緻在搭接面附近P區缺少空穴,N區缺少自由電子,進而就形成了由N區指向P區的内電場,即空間電荷區(耗盡層)。

内電場的形成會使帶正電的空穴向P區運動,帶負電的自由電子向N區運動,這種運動就是漂移運動,漂移運動是特定于少子的。可見,内電場的形成會阻礙擴散運動的進行,而加劇漂移運動的發展。

pn結有什麼優勢(什麼是PN結)3

當擴散運動(多子)與漂移運動(少子)達到動态平衡時,這時才産生了PN結。

再回到開頭,看看教材中說的還對嗎?所以,PN的形成是有條件和過程的,所謂的特殊工藝,也是在以矽材料為載體的基片上所采用的擴散工藝。

在以形成的PN結外層再加入一個外電場,它的動态平衡就被打破了。

pn結有什麼優勢(什麼是PN結)4

在PN結外部施加一個正向偏置,空間電荷區将變窄,擴散運動将加劇,漂移運動受到限制,呈現多子導通的狀态。反之,給它加一個反向偏置,空間電荷區将變寬,擴散運動受到限制,漂移運動加劇,可漂移運動是少子在運動,所以,電流非常小,近似于截止狀态。

這就是二極管單相導電性的原因。

對于半導體器件,受溫度的影響特别的大,因為,溫度越高,内部載流子的運動就會加劇,這樣,電流就會發生變化,進而影響器件的運行穩定性。所以,對于電力電子設備,控制環境溫度,給它提供一個特别舒适的環境是非常有必要的。

pn結有什麼優勢(什麼是PN結)5

剛才提到,在PN結外部施加一個正向偏置,空間電荷區将變窄,空間電荷區電荷量減少,相當于“放電”,在PN結外部施加一個反向偏置,空間電荷區将變寬,空間電荷區電荷量增加,相當于“充電”。可見,二極管在接交流電源時是存在電容效應的。

對于二極管的電容效應,後節再做描述,以上不妥之處,還請多多指教。

該内容轉載自筆談電氣,僅供學習交流使用,如有侵權,請聯系删除。

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