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半導體晶體的一面摻雜成p型半導體,另一面摻雜成n型半導體,兩者之間的接觸面稱為pn結。 PN結是電子技術中許多元件(如半導體二極體和雙極電晶體)的物質基礎。
通過一些特殊的工藝(見本條目後面的段落),上述p型半導體和n型半導體可以緊密結合。 PN結在兩者相交處形成。
P型和n型半導體分別含有高濃度的空穴和自由電子,並且存在濃度梯度,因此它們之間會發生擴散運動。 即:
1)自由電子從n型半導體擴散到p型半導體。
2)空穴從p型半導體擴散到n型半導體。
經過載流子擴散過程後,擴散的自由電子和空穴相互結合,使原n型半導體的自由電子濃度降低,原p型半導體的空穴濃度也降低。 從n型半導體到p型半導體,在兩個半導體的中間形成電場,稱為“內部電場”。
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這本書太難理解了,所以我讓我說一些膚淺的東西。
事實上,PN結是多電子和缺電子半導體材料之間的介面,但多餘的電子沒有足夠的能量擺脫約束來重新組合缺電子側,但它們有相互移動的趨勢,相互吸引,形成“男左女右, 誰也不敢先上去“,中間的邊界叫PN交界處。
但是當條件發生變化時,情況就不同了,如果有人推他們,並且符合他們的心理,他們就會衝回去,他們會打電話。
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其工作原理如下:
p-n結由緊密接觸的n型摻雜區和p型摻雜區組成,其接觸介面稱為冶金結介面。
在乙個完整的矽片上,採用不同的摻雜工藝,一面形成n型半導體,另一面形成p型半導體,我們稱兩個半導體介面附近的區域為p-n結。
p型半導體和n型半導體結合後,由於n型區域的自由電子多,空穴幾乎為零,所以稱為少子,p型區域空穴多,自由電子少,電子與空穴在結處存在濃度差。
從PN結的形成原理可以看出,PN結要想導電形成電流,就必須消除空間電荷區內電場的電阻。 顯然,在相反的方向上增加乙個較大的電場,即P區接外接電源的正極,N區接負極,可以抵消其內部自建電場,使載流的圓形前搭檔可以繼續移動, 從而形成線性正向電流。
施加的反向電壓相當於內建電場的更大電阻,p-n結無法導通,只有非常微弱的反向電流(由少數載流子的漂移運動形成,由於少數載流子數量有限,電流飽和)。
當反向電壓增加到一定值時,由於幾噸的數量和能量的增加,會碰撞並破壞內部共價鍵,從而釋放出原來束縛的電子和自由基空穴,電流會繼續增加,最後PN結會被擊穿(成為導體)並損壞, 並且反向電流會急劇增加。
這是PN結(單嚮導通、反向飽和漏電或擊穿導體)的特性,也是電晶體和積體電路最基本、最重要的物理原理,對於基於電晶體的所有複雜電路的分析都是必不可少的。
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由電子和空穴的擴散和漂移形成。
1.在矽片上,不同的摻雜工藝會形成兩種不同的半導體,分別稱為n型半導體和p型半導體,這兩種半導體在進入脊並接觸時會在介面附近的區域形成p-n結。
2.擴散:當n型半導體和p型半導體結合時,由於介面處載流子濃度的差異,電子會從高濃度的地方擴散到低濃度的地方,從而破壞原有的電中性條件,形成一層薄薄的空間電荷區。
3.漂移:空間電荷區形成後,鎮巖與正負電荷相互作用,在空間電荷區形成內部電場,在接觸面的n型區留下正電荷,在p型區留下負電荷,兩者剛好形成乙個自建電場, 並且自建電場使載流子漂移,漂移方向與上述擴散方向相反,最終擴散和漂移趨於穩定,形成p-n結。
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