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[交流]
费米能级拉平-PN结
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太阳电池中P型和N型半导体接触会使费米能级拉平，然后耗尽层，然后能带弯曲，为什么真空能级也发生弯曲？ PN结的能带图中拉平的费米能级全部贯穿P，结区和N，是什么使其拉平的？  pn.jpg |
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小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
upchjf: 金币+2 2012-10-31 15:37:02
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upchjf: 金币+2 2012-10-31 15:37:02
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必须平啊，如果不平的话，载流子就可以一直不断的流动了，直接接根导线就有电流了，永动机就出来了！这显然不符合能量守恒啊。就像大坝两侧，一边水多（电子多的N区），一边水少/空气多（空穴多的P区）。大坝泄洪了（PN两侧接触了），水肯定就出来了啊。如果这个大坝在一个巨大的坑里，那么最终肯定就变成一个湖了。你说湖面是不是平的？精炼一句总结：能量守恒。 至于真空能级，书上这样话，应该是出于对功函数、电子亲和能这些概念更直观的表现。真空能级是恒定的。 [ Last edited by SCU_magiclee on 2012-10-31 at 13:04 ] |
3楼2012-10-31 12:53:40
4楼2012-10-31 13:04:57
5楼2012-10-31 15:36:35
6楼2012-11-01 09:04:37
7楼2012-11-02 09:46:05
8楼2013-08-23 16:27:21
9楼2013-10-09 15:11:29
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小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
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我觉的可以这么理解，把PN结看作一个整体，N区的电子如果出现在P区，就得克服耗尽区的电场，就得具有比N区更高的能量才行，所以P区的能级相对于N区就被整体抬高了。 N区的费米能级与参杂浓度有关，形成PN结后，除了耗尽区外，其它地方的电子浓度没有变化，所以 费米能及相对于价带和导带的位置不变，不论是否和P型半导体形成PN结。同理，P区的费米能级的相对位置在形成PN结前后亦不变。如昨天图，N型半导体材料和P型接触后，在接触面上同一点的右边，处于N型半导体费米能及的下方，（单看N区，电子出现的概率较高，大于1/2），在该点的左边，处于P型半导体费米能级的上方，（单看P区，电子出现的概率较小，小于1/2），由于这个概率差，电子由N区流向P区，随电子流动，建立了一个由N指向P的内建电场，阻止电子流动，其结果是P区的能级相对于N区被整体提升（P区和N区视为一个整体，P区同一地方出现电子的概率降低，不论是自己激发的，还是从N区过来的），如上一段所说。那么二者费米能级就逐渐靠近，此时再看分界面上同一点的两侧（N区P区单独来看），由于费米能级逐渐靠近，其电子出现的概率差就逐渐减小，直至为零，电子不在流动（动态平衡），那么费米能级就处于同一水平了。本征费米能级在禁带中间，不因参杂的不同而改变。分别对于N区P区来说，相对位置是不变的，在导带和价带的中间，所以在计算的时候可以将其做为参照点（因为它的相对位置不变，算P区能带的提升量可以做为参照）。 总上上一段及上一段所述，P型半导体和N型半导体形成PN结后，能带的变化是P区能带被整体提升，直至P区费米能级与N区处于同一水平。 |
10楼2013-10-18 01:01:24
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yxu19862楼
2012-10-30 17:05
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