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计算机原理
第一篇 数字电路
PN结形成
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更新:
2025-06-08 19:39
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PN结形成
在掺杂工艺上我们可以做如下事情:将P型半导体和N型半导体制作在同一块本征半导体片,我们来看看有什么现象发生。 ## PN结形成 物质总是从浓度高的地方项浓度低的地方向浓度低的地方运动,这种浓度差而产生的运功称为扩散运动,扩散运动是物体的固有运动,气态、液态、固态均有。 当把P型半导体和N型半导体制作在一起时,在它们的交界面,两种载流子浓度差很大,因此: P区的空穴必然向N区扩散 N区的自由电子必然项P区扩散 如下图所示:  由于扩撒到P区的的自由电子与空穴复合,而扩散到N区的空穴与自由电子复合,所以在交界面附近每个区的多子浓度下降,而P区的负离子和N区的正离子是不能移动的,成为空间电荷区,从而形成内电场。随着扩散运动的进行,空间电荷区加宽,内电场增强,其方向由N区指向P区,正好阻止扩散运动的进行。如下图所示:  而在电场力的作用下,载流子(少子)的运动称为漂移运动,即空穴从N向P区运动,而自由电子从P区想N区运动。在无外电场和其它激发作用下,当空间电荷区达到一定宽度后,参与扩散运动的多数电子等于参与漂移的少数电子,从而达到动态平衡,形成PN结(空间电荷区宽度几乎不变)。如下图所示:  若P区和N区掺杂浓度相等,则负离子区和正离子去的宽度也相等,称为对称结;若两边掺杂浓度不同时,浓度高一侧的离子区宽度低于浓度低的一侧,称为不对称PN结。这两中外部特性是相同的 近似:由于空间电荷区自由电子和空穴非常少,因此在分析中可以忽略载流子,只考虑离子区的电荷区,此时空间电荷区可以称为耗尽层 由于PN结形成特殊的导电性,因此我们可以利用这种导电性可以来构成各种各样的器件。
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