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ravel78

木虫 (正式写手)

[求助] PN结的形成和相关问题

觉得这个版面讨论PN结很深入,也想问各位一个问题。举个大家最熟悉的P型硅和N型硅的例子。
假设它们都是中等掺杂的,为了得到统一的费米能级,电子从N型硅向P型硅扩散,空穴从P型硅
向N型硅扩散。最后的结果是形成PN结。这个PN结的厚度,根据计算公式一般在几个微米这样的数量级。

我的疑问是这样的:
假入需要几个微米才能使空间电荷积累到足够程度拉平费米能级,如果P型半导体和N型半导体本身
非常薄(P型硅和型硅都只有几十纳米的话,但还没有薄到可以隧穿的地步),PN结的厚度小于
总厚度也就非常的薄。是否存在这样一种可能性:PN结中的内建电场不足以拉平两种半导体的费米
能级而使PN结的两边长期处于不平衡的状态?
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metaliium

银虫 (正式写手)

另外关于价带电子可以产生电流,你可以参考一下tunnel diode,或者去找一些tunnel junction的文献。并不是什么很希奇的现象。
10楼2014-07-04 12:20:54
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cf1022108

铜虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
ravel78: 金币+5, 如果绝缘体和金属接触,处于不平衡状态,费米能级会拉平吗?我的答案是不会 2014-07-03 14:38:10
这是不可能的,首先如果处于一种不平衡的状态,那么一定会有电流,也就是在不加外电场下就有电流,这是不可能。

[ 发自小木虫客户端 ]
为推动人类社会的发展而努力奋斗
2楼2014-07-02 21:38:55
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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
ravel78: 金币+10, 有帮助, 有文献支持或者书籍支持上述结论吗? 2014-07-03 14:39:22
当然可能了,就是一边的载流子全到另一边去了,然后就没有自由载流子了
3楼2014-07-03 04:11:51
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ravel78

木虫 (正式写手)

引用回帖:
3楼: Originally posted by metaliium at 2014-07-03 04:11:51
当然可能了,就是一边的载流子全到另一边去了,然后就没有自由载流子了

我再说几个论述,有错误的地方恳请大家指正。最好能给出相关参考文献或者书籍。
1. 高掺杂的P型半导体,空穴是多子,电子是少子。如果遇到一个功函非常高的金属,以至金属的费米能级在P型半导体费米能级之下。
不考虑厚度问题,这两个体系能否平衡?这个时候电子显然要从半导体跑到金属,但是作为少子自由电子的浓度是很低。在某些
极限情况下,是否可能导致金属和半导体体系无法平衡?
2. 金属和完美绝缘体相接触,由于绝缘体没有自由移动载流子,两个体系费米能级不会拉平.

3. 在很多表述中,金属被描述成富于电子的水池。还有一些表述说金属中没有空穴。假如金属中没有空穴
在发光二极管和太阳能电池中,阳极金属又是如何注入空穴和收集空穴的呢?说不通啊
4楼2014-07-03 14:49:47
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