PN 結(jié)的形成及特性

ＰＮ結(jié)的形成

　?。?）當(dāng)Ｐ型半導(dǎo)體和Ｎ型半導(dǎo)體結(jié)合在一起時(shí)，由于交界面處存在 載流子濃度的差異 ，這樣電子和空穴都要 從濃度高的地方向濃度低的地方擴(kuò)散 。但是，電子和空穴都是帶電的，它們擴(kuò)散的結(jié)果就使Ｐ區(qū)和Ｎ區(qū)中原來的電中性條件破壞了。Ｐ區(qū)一側(cè)因失去空穴而留下不能移動(dòng)的負(fù)離子，Ｎ區(qū)一側(cè)因失去電子而留下不能移動(dòng)的正離子。這些不能移動(dòng)的帶電粒子通常稱為 空間電荷 ，它們集中在Ｐ區(qū)和Ｎ區(qū)交界面附近，形成了一個(gè)很薄的空間電荷區(qū)，這就是我們所說的 ＰＮ結(jié) 。

　　　　　　　　　　　　　圖（1）濃度差使載流子發(fā)生擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)

　?。?）在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，多數(shù)載流子已擴(kuò)散到對(duì)方并復(fù)合掉了，或者說消耗殆盡了，因此，空間電荷區(qū)又稱為 耗盡層 。

　?。?）Ｐ區(qū)一側(cè)呈現(xiàn)負(fù)電荷，Ｎ區(qū)一側(cè)呈現(xiàn)正電荷，因此空間電荷區(qū)出現(xiàn)了方向由Ｎ區(qū)指向Ｐ區(qū)的電場(chǎng)，由于這個(gè)電場(chǎng)是載流子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成的，而不是外加電壓形成的，故稱為 內(nèi)電場(chǎng) 。

　　　　　　　　　　　　　　　　　圖（2）內(nèi)電場(chǎng)形成

　?。?）內(nèi)電場(chǎng)是由多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)引起的，伴隨著它的建立將帶來兩種影響：一是 內(nèi)電場(chǎng)將阻礙多子的擴(kuò)散 ，二是P區(qū)和N區(qū)的少子一旦靠近PN結(jié)，便在內(nèi)電場(chǎng)的作用下漂移到對(duì)方， 使空間電荷區(qū)變窄 。

　　（5）因此， 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)使空間電荷區(qū)加寬，內(nèi)電場(chǎng)增強(qiáng)，有利于少子的漂移而不利于多子的擴(kuò)散；而漂移運(yùn)動(dòng)使空間電荷區(qū)變窄，內(nèi)電場(chǎng)減弱，有利于多子的擴(kuò)散而不利于少子的漂移。
　　 當(dāng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，交界面形成穩(wěn)定的空間電荷區(qū)，即 ＰＮ結(jié)處于動(dòng)態(tài)平衡 。