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ravel78木虫 (正式写手)
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【求助】求助PN结的问题
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对PN结似懂非懂，最大的迷惑就是关于空间电荷区的内建电势问题。先谢谢各位高人的指点。 1. PN结的空间电荷区很薄，估计不到1um，为了平衡载流子的扩散，n型半导体一边电势更高，内建电场方向也是从n型指向p型。 但是p型和n型半导体并不局限于pn结很薄的空间电荷层。我的疑问是，在无光照条件下，整个p型区或者整个n型区是否具有统一的电势？ 如果具有统一电势，那么整个n型区的电势都将高于p型区。如果这个结论成立，无需光照，pn结本身就是个电池。这个结论显然是错误的，无光照情况下，pn结两端用电压表测量应该电势为0，那么接着来的问题是，如果在空间电荷区p型半导体电势更低，那么，最终经过怎样的过渡，pn结在远离空间电荷区的地方电势又重新相等了？ 2. 与上面相关的一个问题是光生电势差，教科书上的说法是，等效于加载了正向电压？那么对于pn结的伏安特性曲线中的电压是等效电压还是实测电压？我想是实测电压，那么实测电压只和光生电动势有关？还是跟空间电荷区原本的电势也有关？ |
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2楼2009-12-11 11:28:31
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在一块完整的硅片上，用不同的掺杂工艺使其一边形成N型半导体，另一边形成P型半导体，在P型半导体和N型半导体结合后，在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差别，N型区内电子很多而空穴很少，P型区内则相反。这样，电子和空穴都要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。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。半导体中的离子它们不能任意移动，因此并不参与导电,通常称为空间电荷，它们集中在P和N区交界面附近，形成了一个很薄的空间电荷区，就是所谓的PN结。又称为耗尽区。扩散越强，空间电荷区越宽。 由于空间电荷区正负电荷之间的相互作用，在空间电在区中就形成了一个电场(称为内电场)，其方向是从带正电的N区指向带负电的P区。内电场的方向是阻止扩散的。 内电场将使N区的少数载流子空穴向P区漂移，使P区的少数载流子电子向N区漂移，漂移运动的方向正好与扩散运动的方向相反。从N区漂移到P区的空穴补充了原来交界面上P区所失去的空穴，从P区漂移到N区的电子补充了原来交界面上N区所失去的电子，这就使空间电荷减少。因此，漂移运动的结果是使空间电荷区变窄，其作用正好与扩散运动相反。 当漂移运动达到和扩散运动相等时，PN结便处于动态平衡状态。PN结空间电荷区的N区的电位要比P区高，其差值用Vo表示，称为接触电位差。 |
4楼2009-12-11 12:55:46
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