PN结的P型区由于失去空穴、得到电子而带负电，PN结的N型区由于失去电子、得到空穴而带正电，由此而形成的电场称为PN结电场。由于PN结内的电子与空穴已经复合，没有载流子，所以PN结又称为耗尽层。图11PN结的结构示意图2.PN结的特性PN结具有单向导电特性，即加正向电压导电，加反向电压不导电。PN结的单向导电特性原理如图1-2所示。图12PN结的单向导电特性......
2023-06-28
PN结的单向导电特性及应用
【摘要】：图7.1.6PN结的形成PN结的单向导电性1)外加正向电压外加正向电压是指在P区接高电位,N区接低电位,此时PN结正向偏置,如图7.1.7所示。此时,PN结呈现出小电流、大电阻的电路特性,这种特性称为PN结反向截止。PN结及其单向导电性是各种半导体器件的共同基础。图7.1.8PN结外加反向电压7.1.1P型半导体和N型半导体的特点是什么?
(1)PN结的形成
在一个结构完整的晶片上,通过扩散和光刻等特殊的掺杂工艺,在一侧形成P型半导体,另一侧形成N形半导体,如图7.1.6(a)所示。N区电子浓度高,P区空穴浓度高,因扩散运动,电子和空穴复合,故在交汇区留下的正离子和负离子形成一个由N区指向P区的内电场。内电场阻碍多子扩散,促进少子漂移,并随着扩散运动内电场不断加强,最终多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡,在P区和N区交界处形成一个稳定的空间电荷区,称为PN结,又称耗尽层或阻挡层,如图7.1.6(b)所示。
图7.1.6 PN结的形成
(2)PN结的单向导电性
1)外加正向电压
外加正向电压是指在P区接高电位,N区接低电位,此时PN结正向偏置(简称正偏),如图7.1.7所示。外加电压形成的外电场与内电场方向相反,空间电荷区变薄,多子的扩散运动易于进行,少子的漂移运动受阻,在回路中由多子形成较大的正向电流。此时,PN结呈现出大电流、小电阻的电路特性,这种特性称为PN结正向导通。
图7.1.7 PN结外加正向电压
2)外加反向电压
外加反向电压是指在N区接高电位,P区接低电位,此时PN结反向偏置(简称反偏),如图7.1.8所示。外加电压形成的外电场与内电场方向相同,空间电荷区变厚,内电场的作用增强,在回路中由少子形成非常小的反向电流。此时,PN结呈现出小电流、大电阻的电路特性,这种特性称为PN结反向截止。
归纳起来就是PN结正向偏置时导通,反向偏置时截止,此为PN结的单向导电性。PN结及其单向导电性是各种半导体器件的共同基础。
图7.1.8 PN结外加反向电压
【思考与练习】
7.1.1 P型半导体和N型半导体的特点是什么?
7.1.2 PN结正向导通时电流的方向是从P区到N区,还是N区到P区?
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