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ravel78木虫 (正式写手)
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PN结的形成和相关问题
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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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ravel78
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1、价带以下的电子能流动，所有的电子都能流动，就看你给不给足够的能量。。。只要你给了足够的能量，原子内层电子都能流出来。。。 的确，在足够能量的激发下，任何在价带的电子都能移动。（比如UPS测试中的内核电子）但并不是我们所说的自由移动。半导体物理中所说的多子或少子应该都是能够自由移动，在外界微弱的电场下应该产生定向移动。这是金属，半导体，绝缘体之间的本质区别。就是自由移动载流子浓度的多少。如果把价电子算进去，这些材料之间的区别会变模糊。 2、而电势场建立根据简单的电磁学知识我们知道主要是靠净电荷数（高斯）， （电势的强弱如果对于很大的平板来说，应该取决于电荷的面密度，也就是电荷数除以面积 在上述条件下，电子本来应该从半导体流向金属，但重掺杂的P型半导体电子浓度非常低。导电的电子应该都位于导带，价带电子无法进入金属。因为价电子的转移等同于化学反应，我们目前为止都假定了金属和半导体之间没有化学反应。 在重掺杂P型半导体当中，导带的电子非常少。从半导体流向金属的电子应该非常少。能带应该保持不动。将产生类似绝缘体和金属接触时的结果，两端费米面维持不平衡状态，没有能带弯曲。 |
8楼2014-07-04 10:52:15
cf1022108
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2楼2014-07-02 21:38:55
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3楼2014-07-03 04:11:51
ravel78
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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
30
