為什麼PN性半導體加壓時,P區的空穴不會消失?不是被負極的電

2022-05-20 11:51:39 字數 2732 閱讀 8382

1樓:匿名使用者

pn結的重要特性就是整流性,這要看你所加電壓的方向,在pn結上外加一電壓 ,如果p型一邊接正極 ,n型一邊接負極,電流便從p型一邊流向n型一邊,空穴和電子都向介面運動,使空間電荷區變窄,電流可以順利通過。如果n型一邊接外加電壓的正極,p型一邊接負極,則空穴和電子都向遠離介面的方向運動,使空間電荷區變寬,電流不能流過。這就是pn結的單向導電性。

pn結加反向電壓時 ,空間電荷區變寬 , 區中電場增強。反向電壓增大到一定程度時,反向電流將突然增大。如果外電路不能限制電流,則電流會大到將pn結燒燬。

反向電流突然增大時的電壓稱擊穿電壓。基本的擊穿機構有兩種,即隧道擊穿(也叫齊納擊穿)和雪崩擊穿,前者擊穿電壓小於0.6v,有負的溫度係數,後者擊穿電壓大於0.

6v,有正的溫度係數。 pn結加反向電壓時,空間電荷區中的正負電荷構成一個電容性的器件。它的電容量隨外加電壓改變。

根據pn結的材料、摻雜分佈、幾何結構和偏置條件的不同,利用其基本特性可以製造多種功能的晶體二極體。如利用pn結單向導電性可以製作整流二極體、檢波二極體和開關二極體,利用擊穿特性製作穩壓二極體和雪崩二極體;利用高摻雜pn結隧道效應制作隧道二極體;利用結電容隨外電壓變化效應制作變容二極體。使半導體的光電效應與pn結相結合還可以製作多種光電器件。

如利用前向偏置異質結的載流子注入與複合可以製造半導體鐳射二極體與半導體發光二極體;利用光輻射對pn結反向電流的調製作用可以製成光電探測器;利用光生伏特效應可製成太陽電池。

因此,pn結不管是加正向電壓還是反向電壓,其空穴和電子都不會消逝,只是其轉移的過程。

2樓:匿名使用者

加正向電壓還是負的?

放光二極體電流為什麼是正極流向負極,實質不是應該負極流向正極嗎,單向導電性又是什麼

3樓:吉祥如意

(1)發光二極體和普通二極體一樣具有單向導電

性,因為它們的核心部分都是一個pn結。

雜質半導體

n型半導體(n為negative的字頭,由於電子帶負電荷而得此名):摻入少量雜質磷元素(或銻元素)的矽晶體(或鍺晶體)中,由於半導體原子(如矽原子)被雜質原子取代,磷原子外層的五個外層電子的其中四個與周圍的半導體原子形成共價鍵,多出的一個電子幾乎不受束縛,較為容易地成為自由電子。於是,n型半導體就成為了含電子濃度較高的半導體,其導電性主要是因為自由電子導電。

p型半導體(p為positive的字頭,由於空穴帶正電而得此名):摻入少量雜質硼元素(或銦元素)的矽晶體(或鍺晶體)中,由於半導體原子(如矽原子)被雜質原子取代,硼原子外層的三個外層電子與周圍的半導體原子形成共價鍵的時候,會產生一個「空穴」,這個空穴可能吸引束縛電子來「填充」,使得硼原子成為帶負電的離子。這樣,這類半導體由於含有較高濃度的「空穴」(「相當於」正電荷),成為能夠導電的物質。

pn結的形成

pn結是由一個n型摻雜區和一個p型摻雜區緊密接觸所構成的,其接觸介面稱為冶金結介面。[3]

在一塊完整的矽片上,用不同的摻雜工藝使其一邊形成n型半導體,另一邊形成p型半導體,我們稱兩種半導體的交介面附近的區域為pn結。

在p型半導體和n型半導體結合後,由於n型區內自由電子為多子空穴幾乎為零稱為少子,而p型區內空穴為多子自由電子為少子,在它們的交界處就出現了電子和空穴的濃度差。由於自由電子和空穴濃度差的原因,有一些電子從n型區向p型區擴散,也有一些空穴要從p型區向n型區擴散。它們擴散的結果就使p區一邊失去空穴,留下了帶負電的雜質離子,n區一邊失去電子,留下了帶正電的雜質離子。

開路中半導體中的離子不能任意移動,因此不參與導電。這些不能移動的帶電粒子在p和n區交介面附近,形成了一個空間電荷區,空間電荷區的薄厚和摻雜物濃度有關。

在空間電荷區形成後,由於正負電荷之間的相互作用,在空間電荷區形成了內電場,其方向是從帶正電的n區指向帶負電的p區。顯然,這個電場的方向與載流子擴散運動的方向相反,阻止擴散。

另一方面,這個電場將使n區的少數載流子空穴向p區漂移,使p區的少數載流子電子向n區漂移,漂移運動的方向正好與擴散運動的方向相反。從n區漂移到p區的空穴補充了原來交介面上p區所失去的空穴,從p區漂移到n區的電子補充了原來交介面上n區所失去的電子,這就使空間電荷減少,內電場減弱。因此,漂移運動的結果是使空間電荷區變窄,擴散運動加強。

最後,多子的擴散和少子的漂移達到動態平衡。在p型半導體和n型半導體的結合面兩側,留下離子薄層,這個離子薄層形成的空間電荷區稱為pn結。pn結的內電場方向由n區指向p區。

在空間電荷區,由於缺少多子,所以也稱耗盡層。

(2)pn結的單向導電性:

從pn結的形成原理可以看出,要想讓pn結導通形成電流,必須消除其空間電荷區的內部電場的阻力。很顯然,給它加一個反方向的更大的電場,即p區接外加電源的正極,n區結負極,就可以抵消其內部自建電場,使載流子可以繼續運動,從而形成線性的正向電流。而外加反向電壓則相當於內建電場的阻力更大,pn結不能導通,僅有極微弱的反向電流(由少數載流子的漂移運動形成,因少子數量有限,電流飽和)。

當反向電壓增大至某一數值時,因少子的數量和能量都增大,會碰撞破壞內部的共價鍵,使原來被束縛的電子和空穴被釋放出來,不斷增大電流,最終pn結將被擊穿(變為導體)損壞,反向電流急劇增大。

pnp型電晶體工作原理如圖。p型內的電子被負極引導聚集,p型內是空穴,**來的電子呢

4樓:匿名使用者

無論是p型區或者n型區,在不加電的情況下,都是中性的。當b極加負電壓時,c極的p區空穴被吸引到靠近b極的一側,c極連線電池的負極,提供電子。

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