pn結是模電還是數電（模電基礎講解01什麼是PN結）

2023-09-13 01:58:43

首先了解一個概念：半導體

半導體分為本徵半導體和雜質半導體

本徵半導體：化學成分純淨的半導體晶體

雜質半導體：在本徵半導體中摻入某些微量雜質元素後的半導體

結構特點：半導體中具有共價鍵，使原子規則排序，形成晶體

矽原子與鍺原子，它們最外層的電子都是四個

半導體矽和鍺的最外層有四個電子，為處於穩定狀態，每個原子的價電子都要和相鄰原子的價電子配對，形成共價鍵。但共價鍵中的電子沒有結合的那樣緊密，由於能量激發，一些電子會成為自由電子。同時，某處共價鍵失去一個電子形成空穴。自由電子和空穴總是成對出現。

這裡面有幾個概念大家要記住

1. 載流子：運載電荷的粒子，如自由電子和空穴，統稱為載流子。本證半導體中有兩種載流子：自由電子和空穴，它們是成對出現的。

2. 電子流和空穴流：在外電場的作用下，自由電子和空穴的定向運動產生電流，分別稱為電子流和空穴流

電子流：自由電子做定向運動形成；方向與外電場方向相反；自由電子始終在導帶內運動。

空穴流：價電子遞補空穴形成；方向與外電場方向相同。

在本徵半導體兩端加電壓，自由電子向正向移動，形成電子電流；空穴向負極移動，形成空穴電流。但由於兩種載流子數量很少，所以本徵半導體的導電性很弱。

注意：本徵半導體在熱力學零度（0K）和沒有外界能量激發下，晶體內吳自由電子，不導電。

雜質半導體：

N型半導體、P型半導體

在本徵半導體中摻入某些微量元素的半導體叫做本徵半導體。

N型半導體——摻入五價雜質元素（如磷）的半導體，自由電子濃度大大增加，也稱為（電子半導體）。

P型半導體——摻入三價雜質元素（如硼）的半導體，空穴濃度大大增加的雜質半導體，也稱為（空穴半導體）。

N型半導體

在N型半導體中自由電子是多數載流子，它主要由雜質原子提供；空穴是少數載流子, 由熱激發形成。提供自由電子的五價雜質原子因帶正電荷而成為正離子，因此五價雜質原子也稱為施主雜質。

P型半導體

在P型半導體中空穴是多數載流子，它主要由摻雜形成；自由電子是少數載流子， 由熱激發形成。空穴很容易俘獲電子，使雜質原子成為負離子。三價雜質 因而也稱為受主雜質。

PN結的形成：

在同一片半導體基片上，分別製造P 型半導體和N 型半導體，經過載流子的擴散，在它們的交界面處就形成了PN 結。在空間電荷區，由於缺少多子，所以也稱耗盡層。

P型半導體和N型半導體結合因為濃度差，多子的擴散運動，由雜質離子形成空間電荷區形成內電場，內電場促使少子漂移同時阻止多子擴散。最後多子的擴散和少子的漂移達到動態平衡。

PN結具有單向導電性

當外加電壓使PN結中P區的電位高於N區的電位，稱為加正向電壓，簡稱正偏；反之稱為加反向電壓，簡稱反偏。

PN結加正向電壓時 ：

•低電阻

• 大的正向擴散電流

PN結加反向電壓時 ：

• 高電阻

• 很小的反向漂移電流

PN結的反向擊穿：

當PN結的反向電壓增加到一定數值時，反向電流突然快速增加，此現象稱為PN結的反向擊穿。

反向擊穿有可逆和不可逆