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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
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metaliium

银虫 (正式写手)

引用回帖:
12楼: Originally posted by 伏忠坤 at 2014-04-06 09:58:14
如果您相信与接触顺序相关,那么,就算是先接触的那个端面,也可能存在先后,即端面接触时,也有局部先后,同样会导致先接触的局部形成pn结,后接触的局部是直通,那可就有点滑稽了!故pn结形成原理与先后接触理应 ...

你说的没错。教科书上画的pn结的band bending diagram是理想状况下的图像。如果是实际两个材料表面接触,肯定会有先后,在不同接触点上电荷积累不会完全一样。当然要局部直通那条件就极端了一点,但存在某种随机的分布我觉得完全是可能的。但不管这个界面上有多不均匀,最后总的效果是对所有每个接触点平均的结果,总的来说一个pn结的效果必须实现,也就是建立起正好的电势分布拉平两端费米面。

你这个问题里,因为第一个界面已经完全实现了一个pn结的功能,第二个就完全多余了,自然就只能直通了。

当然了真实的pn结并不是直接拿两个p和n型掺杂的半导体接触在一起,这个牛角尖我就先不钻了。。。^_^
13楼2014-04-06 11:57:31
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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。
2楼2014-04-04 02:03:18
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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!
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?
实践是检验真理的唯一标准
4楼2014-04-04 12:25:26
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