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什么是pn结

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什么是pn结

PN结是什么原理?

简单来说,PN结就是正负结。

P的意思是带正电(positive),将少量硼(或其他三族元素)作为杂质添加到硅(或锗)中,由于硼元素最外层电子比硅少一个,于是硼替代了硅后就会少一个电子,从而形成一个空位。

N的意思是负电(Negative),是将由于少量磷(或其他五族元素)作为杂质添加到硅晶体(或锗晶体)中,于是磷元素的五个外层电子的其中四个与周围的半导体原子形成共价键,从而多出的一个电子,成为自由电子。

如果把这两种掺杂的半导体结合在一起,在两种半导体的交界面附近的区域就形成了PN结。

由于N型区内自由电子多而空穴几乎为零,而P型区内空穴多却无自由电子,于是在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差,有一些电子开始从N型区向P型区扩散,也有一些空穴要从P型区向N型区扩散。

它们扩散的结果就使P区一边失去空穴,留下了带负电的杂质离子,N区一边失去电子,留下了带正电的杂质离子。

于是,在边界处,P区积累了一堆负电荷(电子),N区积累了一堆正电荷(空位)。

这就像在边界处存在一个小电容器。

此时,如果形成带电池电路,把电源正极接到N区方向,在电势作用下,大量电子继续进入P区,等效于大量空位进入N区,从而使中间的电场加大,阻碍了电流的流动。

相反,如果电源正极接P区方向,在电势作用下,大量空位子进入P区,中和多余积累的电子,等效于大量电子进入N区中和了空位,中间的电场变薄或消失,电流开始自由的流动,从而完成电路中电流的循环。

因此,PN结存在单向导电性。

PN结是通过一定的加工工艺将P型半导体与N型压接在一起的,中间的部分就是PN结。

PN结的单向导电原理是由P型半导体与N型半导体的特性决定的,由于P型半导体的多数载流子为空穴带正电荷,N型半导体的多数载流子为负电荷,当PN结正向偏置时(P接正,N接负),在外加电场的作用下,多数载流子的运动加强,中和了一部分空间电荷,使电荷区域变窄,方向是由P-N,在一定范围内,电压越大电流越大,此时的PN呈现低电阻状态,当反向偏置时,减弱了多数载流子运动,加强的只是少数载流子的漂移运动,此时的电流方向由N-P,且电流很小PN结呈现高电阻状态。

电流不会随着电压的增大而增大,这是的电流为反向饱和电流!这就是PN结单向导通的基本原理。

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