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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 基础物理 » 对pn结形成原理的质疑
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伏忠坤

新虫 (小有名气)

[求助] 对pn结形成原理的质疑 已有2人参与

（以硅材料为例）一般来讲，p硅和n硅在接触前，多子不同，费米能级不同。p硅多子为空穴，n硅多子为电子。P硅费米能级在禁带中靠近价带顶，n硅费米能级在禁带中靠近导带底。Efp=/=Efn（=/= 不等于）。P硅n硅接触后，扩散开始进行，漂移如影随形，内建电场形成，Efp=Efn！
   如果这样解释是正确的，那么：
   假设p硅（长条形）两端分别和n硅（长条形）两端接触，则形成两个具有整流效应pn结。
   现在的问题是;如果其中一对端面先接触，形成pn结，pn两边费米能级拉平，Efp=Efn！
此时将另一端接触，记住，接触时费米能级已经拉平了，即后接触的端面会不会再有扩散和漂移？应该不应该形成pn结？就算后接触的端面因载流子浓差产生扩散，要形成pn结，那么在这一过程中，对已经拉平的费米能级又会产生什么样的影响？亦或是不再影响？我们不可能这样讲“pn结形成过程是否影响Efp和Efn，要看与之相关的回路中，这个结是先接触还是后接触”吧！（自己有解释，尚不敢谈）
   还望本站大神不吝指点！叩首致谢！
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实践是检验真理的唯一标准
1楼 2014-04-03 19:21:28
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metaliium

银虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
费米面已经拉平以后，再接触另一端，不会有瞬时电流产生。因为电子的能带结构已经根据第一个pn结两端的电势差调整好了。第二个pn结和第一个完全一样，两端维持同样的电势差。
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2楼2014-04-04 02:03:18
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普通回帖

伏忠坤

新虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by metaliium at 2014-04-04 02:03:18
费米面已经拉平以后，再接触另一端，不会有瞬时电流产生。因为电子的能带结构已经根据第一个pn结两端的电势差调整好了。第二个pn结和第一个完全一样，两端维持同样的电势差。

费米能级拉平后，后接触的端面的条件已经变了，Efp=Efn。按现有的知识，Efp=Efn的情况下，不会有扩散，则后接触的端面不应该形成pn结，这怎么可能呢！
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实践是检验真理的唯一标准
3楼2014-04-04 10:51:17
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伏忠坤

新虫 (小有名气)
nono2009: 你回复自己的帖子，别人是收不到提醒的？ 2014-04-05 08:38:00
引用回帖:
3楼: Originally posted by 伏忠坤 at 2014-04-04 10:51:17
费米能级拉平后，后接触的端面的条件已经变了，Efp=Efn。按现有的知识，Efp=Efn的情况下，不会有扩散，则后接触的端面不应该形成pn结，这怎么可能呢！...

夕阳西下：您好！ 第一次费米能级拉平之后，这只是对于界面接触端，而不是对于体块，=====请问这是结论出自哪里，能告诉一下吗？
   如果拉平是对于接触界面，而不是体块，那就是说，体块内到接触面之间的费米能级是不等的，可以这样理解吗？如果仅仅只是接触结面拉平，那么Efp=Efn还有什么意义？
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实践是检验真理的唯一标准
4楼2014-04-04 12:25:26
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leongoall

专家顾问 (知名作家)

P-M-I之初生牛犊
@夕阳西下
夕阳版主，楼主指定要跟你讨论，呵呵！
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趁年轻，多折腾！曾年轻，折腾过？！
5楼2014-04-05 04:48:47
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metaliium

银虫 (正式写手)
引用回帖:
3楼: Originally posted by 伏忠坤 at 2014-04-04 10:51:17
费米能级拉平后，后接触的端面的条件已经变了，Efp=Efn。按现有的知识，Efp=Efn的情况下，不会有扩散，则后接触的端面不应该形成pn结，这怎么可能呢！...

当然后接触的界面应该就不存在能带结构的过渡了，确实不能算是pn结了，好像也没什么奇怪的呀？

另外费米面在块体材料中也必须拉平，不是只存在于界面上；只存在于界面上的是电荷积累和相应的接触势。。。除非存在一层在费米面附近能级上DOS完全为零的材料，才有可能出现费米面不拉平的情况

当然我不承诺我说的都是对的。。。^_^
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6楼2014-04-05 08:53:06
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伏忠坤

新虫 (小有名气)
引用回帖:
6楼: Originally posted by metaliium at 2014-04-05 08:53:06
当然后接触的界面应该就不存在能带结构的过渡了，确实不能算是pn结了，好像也没什么奇怪的呀？

另外费米面在块体材料中也必须拉平，不是只存在于界面上；只存在于界面上的是电荷积累和相应的接触势。。。除非存 ...

当然后接触的界面应该就不存在能带结构的过渡了，确实不能算是pn结了，=======如果这么说是正确的，那么制作欧姆接触就省事多了哦。我们怎么想象，p硅（长条形）两端分别和n硅（长条形）两端接触所形成的回路中，一个接触端面有内建电场，一个接触端面没有内建电场？
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实践是检验真理的唯一标准
7楼2014-04-05 15:29:17
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伏忠坤

新虫 (小有名气)
引用回帖:
5楼: Originally posted by leongoall at 2014-04-05 04:48:47
夕阳西下
夕阳版主，楼主指定要跟你讨论，呵呵！

leongoall版主勿怪，敬请开示！
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实践是检验真理的唯一标准
8楼2014-04-05 15:31:45
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metaliium

银虫 (正式写手)
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7楼: Originally posted by 伏忠坤 at 2014-04-05 15:29:17
当然后接触的界面应该就不存在能带结构的过渡了，确实不能算是pn结了，=======如果这么说是正确的，那么制作欧姆接触就省事多了哦。我们怎么想象，p硅（长条形）两端分别和n硅（长条形）两端接触所形成的回路中，一 ...

第一个pn结已经在两端建立起了电势差，相当于改变了能带结构。因此第二个界面相当于是另外两种材料构成的界面，与第一个界面不同也就不奇怪了。看上去都是同样两种半导体，第一个界面建立时没有外加电势差，而第二个建立时有外加电势差，这就是区别。

因此可以想像，如果两个界面同时建立，这个结果又会不同，确实应该是和顺序有关的。
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9楼2014-04-06 02:18:43
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伏忠坤

新虫 (小有名气)
引用回帖:
9楼: Originally posted by metaliium at 2014-04-06 02:18:43
第一个pn结已经在两端建立起了电势差，相当于改变了能带结构。因此第二个界面相当于是另外两种材料构成的界面，与第一个界面不同也就不奇怪了。看上去都是同样两种半导体，第一个界面建立时没有外加电势差，而第二 ...

metaliium
您好，按您的说法，您是否相信，帖子里说的这个回路中，一个结有整流效应，另一个结是直通？
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实践是检验真理的唯一标准
10楼2014-04-06 08:26:21
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